光纤通信的模拟演示方法

    随着光纤通信的发展，掌握光纤通信知识成为教学中一个新的内容。光纤通信与电缆通信相比，其工作原理相似，不同之处仅在于传输信号的载体是激光而不是无线电波。光纤通信以激光作为传输介质，利用光的全反射原理，实现以光为载体的信息传输。光纤通信系统主要包括：电光转换装置、光纤光缆、光电转换装置等。
    附图是光纤通信演示实验的示意图，可模拟演示光纤通信的过程。
    １． 实验原理。附图中的音乐卡产生出音乐信息的电信号，送到图中的发光二极管ＶＤ１。ＶＤ１就随着音乐信号发出强弱变化的光，即电信号转化成了光信号，实现了声音的调制。光信号通过装满水的输液管时能发生全反射，用来模拟光纤。当光敏二极管ＶＤ２接收到经“光纤”传导来的光信号后，ＶＤ２的内阻发生变化，其干电池串联的电路电流也随之改变，即将光信号转化为电信号，实现信号的解调。由于产生的电信号较微弱，实验时可将该信号送到录音机的话筒或线路输入端口进行放大，以使音乐声还原。
    ２． 实验制作。先将音乐卡中的蜂鸣器拆下，以便与发光二极管相连，再取一段２０～３０ｃｍ长的医用静脉输液管，将其注满水，管两端分别用∮５ｍｍ的发光二极管和光敏二极管直接密封。为了不使管内留有气泡，整个过程可在水中完成。ＶＤ１接在卡中原蜂鸣器的两端，为了保证ＶＤ１的发光，音乐卡需选用工作电压为３Ｖ的。示意图电路接通电源后若ＶＤ１不发光，则对调ＶＤ１的两端重新接上即可。同样，在接收端也要注意光敏二极管ＶＤ２的极性。做好连接工作后，开启音乐卡和录音机，即可听到洪亮的音乐声。由于信息是靠光传导过来的，所以，这时你只要捏扁输液管，声音就会消失或因受到阻塞而减弱；但在弯折输液管时，只要曲率不太大，仍能保证光传导时的全反射，让人感觉不出声音有何变化。
    光纤通信与电缆通信相比，具有通信容量大、损耗低、抗干扰能力强、保密性好等优点。因此光纤通信被认为是通信史上的一次革命性变革。新一代的光纤通信系统，如：“红外光纤通信”、“光弧子通信”、“量子光通信”等也已崭露头角，显示了诱人的技术前景。