光纖在通信傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用
自著名華人物理學(xué)家高錕先生提出“光傳輸理論”，實(shí)用化的光纖傳輸產(chǎn)品始于1976年，經(jīng)歷了PDH→SDH→DWDM→ASON→MSTP的發(fā)展歷程。本世紀(jì)初期，ASON/OADM 技術(shù)已在通信技術(shù)當(dāng)中廣泛應(yīng)用，逐漸發(fā)展成為以骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸為介質(zhì)的ROADM技術(shù)。
光通信技術(shù)的特點(diǎn)
信息容量大
信息容量大
光纖通信容量大，并且光纖的傳輸寬度比電纜線或者銅線的寬度大很多。從理論上講，一根僅有頭發(fā)絲粗細(xì)的光纖可以同時(shí)傳輸1000 億個(gè)話路。
雖然未達(dá)到如此高的傳輸容量，但用一根光纖同時(shí)傳輸24萬個(gè)話路的試驗(yàn)已經(jīng)取得成功，它比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波等要高出幾十乃至上千倍以上。
一根光纖的傳輸容量如此巨大，而一根光纜中可以包括幾十根甚至上千根光纖，如果再加上波分復(fù)用技術(shù)把一根光纖當(dāng)作幾根、幾十根光纖使用，其通信容量之大就更加驚人了。
損耗低，可長距離傳送
損耗低，可長距離傳送
光纖通信的損耗率比普通的通信損耗率要低得多，由于光纖具有極低的衰耗系數(shù)（商用化石英光纖已達(dá)0.19dB/km 以下），若配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送與光接收設(shè)備，可使其中繼距離達(dá)數(shù)百公里以上。
這是傳統(tǒng)的電纜（1.5km）、微波（50km）等根本無法與之相比擬的。因此光纖通信特別適用于長途一、二級(jí)干線通信。據(jù)報(bào)導(dǎo)，用一根光纖同時(shí)傳輸24 萬個(gè)話路、100 公里無中繼的試驗(yàn)已經(jīng)取得成功。
此外，已在進(jìn)行的光孤子通信試驗(yàn)，已達(dá)到傳輸120 萬個(gè)話路、6000 公里無中繼的水平。光纖不僅損耗低，而且也可以進(jìn)行長距離的通信，目前最長的通信距離可以達(dá)到萬米以上，因此光纖通信更加實(shí)用于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息量比較的地方。并且光纖通信性價(jià)比比較高，具有很好的安全性。
抗電磁干擾能力強(qiáng)
抗電磁干擾能力強(qiáng)
光纖主要是由石英作為原材料制造出的絕緣體材料，這種材料絕緣性好，而且不容易被腐蝕。光纖通信最重要的特點(diǎn)是抗電磁干擾能力強(qiáng)，并且不受自然界的太陽黑子活動(dòng)的干擾、電離層的變化以及雷電的干擾，也不會(huì)受到人為的電磁干擾。
并且光纖通信還可以與電力導(dǎo)體進(jìn)行復(fù)合形成復(fù)行型的光纜線或者與高壓電線平行架設(shè)，光纖通信的這一特性對(duì)強(qiáng)電領(lǐng)域的通信系統(tǒng)具有很大的作用。光強(qiáng)通信因?yàn)榭梢圆皇茈姶琶}沖的效益的干擾，光纖通信系統(tǒng)也可以運(yùn)用到軍事中。
安全性能和保密性好
安全性能和保密性好
在以往電波的傳輸中，由于電磁波在傳輸?shù)倪^程中有泄露的現(xiàn)象，因此會(huì)造成各種傳輸系統(tǒng)的干擾，并且保密性不好。
但是光纖通信主要是利用光波進(jìn)行傳輸信號(hào)的，光信號(hào)完全被限制在光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)中，而其他的泄露的射線都會(huì)被光纖線外的包皮吸收，即使在條件不好的環(huán)中或者是拐角處也很少有光波泄露的現(xiàn)象。
并且在光纖通信的過程中，可以使很多的光纖線放進(jìn)一個(gè)光纜內(nèi)，也不會(huì)出現(xiàn)干擾的情況。因此光纖通信具有很強(qiáng)的抗干擾能力和保密性，并且光纖通信的安全性能也是非常高的。
重量輕，體積小，便于施工維護(hù)
重量輕，體積小，便于施工維護(hù)
其抗張強(qiáng)度好，質(zhì)量小，而且比較小巧，所以光纜能最大限度的擴(kuò)大配線管道的使用率，并且能夠盡可能的減小安裝問題。
通過以下的數(shù)字我們可以分析出光纖的優(yōu)勢，1000根1km長的雙絞線重達(dá)8000kg，而容量更大的1km長的兩根光纖的重量只有100kg重，這就極大減少了必須維護(hù)的昂貴機(jī)械支撐系統(tǒng)的需要，所以光纖要?jiǎng)龠^銅線。便于施工維護(hù)便于施工維護(hù)便于施工維護(hù)便于施工維護(hù)。光纖光纜的敷設(shè)方式方便靈活，既可以直埋、管道敷設(shè)，又可以水底和架空。
原材料來源豐富潛在價(jià)格低廉
原材料來源豐富潛在價(jià)格低廉
制造石英光纖的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中幾乎是取之不盡、用之不竭的。因此其潛在價(jià)格是十分低廉的。
目前主要的光纖通信技術(shù)
光纖到戶接入技術(shù)
光纖到戶接入技術(shù)
針對(duì)現(xiàn)代寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的研究逐漸深入，基于更好地適應(yīng)用戶的通信要求，所采用的通信技術(shù)一要具備寬帶主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，還要具備光纖到戶接入技術(shù)，后者是保證信息傳送得以進(jìn)入千家萬戶的重要保障之一，鑒于此，大部分業(yè)內(nèi)人士均認(rèn)為，信息接入網(wǎng)是信息高速公路發(fā)展的“臨門一腳”，在肯定了光纖到戶接入技術(shù)的重要性的同時(shí)，也指出了信息通信領(lǐng)域的瓶頸所在。
單纖雙向傳輸技術(shù)
單纖雙向傳輸技術(shù)
在應(yīng)用雙纖傳輸技術(shù)之時(shí)，信號(hào)處于分散傳輸?shù)臓顟B(tài)，即是信號(hào)在兩根光纖當(dāng)中進(jìn)行傳輸。而應(yīng)用單纖傳輸技術(shù)，全部的信號(hào)均在一根光纖當(dāng)中完成傳輸。根據(jù)現(xiàn)代光纖傳輸理論可得知，光纖傳輸?shù)娜萘渴遣淮嬖谏舷薜?，但是在傳輸設(shè)備的制約之下，導(dǎo)致光纖傳輸?shù)娜萘恳恢睙o法達(dá)到理想的水平。
目前，我國的通信領(lǐng)域采用的基本上都是雙纖傳輸技術(shù)，導(dǎo)致寶貴的光纖資源被嚴(yán)重浪費(fèi)?，F(xiàn)階段，單纖雙向傳輸技術(shù)的主要應(yīng)用方向是光纖末端接入設(shè)備方面，包括PON無源光網(wǎng)絡(luò)、單纖光收發(fā)器等，應(yīng)用程度有待深化。
光纖通信傳輸技術(shù)的主要發(fā)展趨勢
光纖通信傳輸技術(shù)未來的主要發(fā)展趨勢集中體現(xiàn)在集成光器件、全光網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)智能化、多波長通道四個(gè)方面，具體如下：
集成光器件
集成光器件
為了全面提高光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用水平，必須要實(shí)現(xiàn)光器件的集成化目標(biāo)，這也是其余的發(fā)展趨勢得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵前提之一。
在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的背景之下，現(xiàn)有的ADSL接入寬帶已經(jīng)難以滿足實(shí)際的信息傳輸需求了，實(shí)現(xiàn)光器件的集成化，可顯著改善光器件的工作性能，進(jìn)而提高其傳輸信息的速度，推動(dòng)光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。
實(shí)現(xiàn)光器件的集成化，主要的方向是采用相對(duì)成熟的新工藝，在硅襯底之上進(jìn)行光學(xué)器件的制作，包括波導(dǎo)與光纖耦合器等重要的無源器件，在一塊硅芯片之上實(shí)現(xiàn)全部光學(xué)器件模塊的集成處理。
全光網(wǎng)絡(luò)
全光網(wǎng)絡(luò)
廣義上的 “全光網(wǎng)絡(luò)”指的是無論在網(wǎng)絡(luò)傳輸還是網(wǎng)絡(luò)交換的過程當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)均是以光的形式存在的，其進(jìn)行電光或者是光電轉(zhuǎn)換的步驟僅限于進(jìn)/出網(wǎng)絡(luò)之時(shí)。
目前，我國部分的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，雖然在各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全光化的目的，但是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的位置，其所采用的依舊是電器件，而非光器件，對(duì)光纖通信干線的總?cè)萘吭斐闪溯^大的限制。
鑒于此，未來的光纖通信技術(shù)必須要實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)，關(guān)鍵在于創(chuàng)建完善的光網(wǎng)絡(luò)層，光網(wǎng)絡(luò)層的核心技術(shù)為光轉(zhuǎn)換技術(shù)與WDM技術(shù)兩項(xiàng)，同時(shí)將電光瓶頸盡數(shù)消除。
在4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展建設(shè)的推動(dòng)之下，我國的光器件產(chǎn)業(yè)逐漸趨向完善，目前市面上無論是有源光器件，還是無源光器件均實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)與商業(yè)應(yīng)用，如華為、中興、光迅等知名電子科技企業(yè)均代表著我國光器件生產(chǎn)的最高水平。
光網(wǎng)絡(luò)智能化
光網(wǎng)絡(luò)智能化
我國的光纖通信素以傳輸為主線，伴隨現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，其在網(wǎng)絡(luò)通信當(dāng)中所起到的作用將會(huì)越來越重要以及明顯，因此必須要實(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的智能化，提高網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用高度。
針對(duì)現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)智能化，其關(guān)鍵在于將自動(dòng)連接控制技術(shù)以及自動(dòng)發(fā)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用到其中，輔以通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自我保護(hù)與恢復(fù)功能，以期全面實(shí)現(xiàn)光纖通信傳輸技術(shù)的高度智能化。
實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)智能化，核心思路在于提高 固定柵格頻譜的利用率，在傳統(tǒng)的WDM網(wǎng)絡(luò)的固定柵格之下，各種速率的光通道支撐為50GHz的頻譜間隔，針對(duì)100Gb/s的通道而言，這樣的頻譜間隔是合理的，但是對(duì)于80Gb/s以下的通道而言，則會(huì)造成固定柵格頻譜的浪費(fèi)。此外還要建立完善的波長通道，實(shí)現(xiàn)光信道的動(dòng)態(tài)調(diào)整，開放接口，實(shí)現(xiàn)資源云化，打造靈活的彈性光路。
多波長通道
多波長通道
在光纖通信傳輸技術(shù)當(dāng)中，存在一種衍生技術(shù)“波分復(fù)用技術(shù)”，其核心作用在于對(duì)光波通信的信息容量實(shí)現(xiàn)有效的拓展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)時(shí)分與空分多址復(fù)用的目的。其中，空分復(fù)用需要依靠多根光纖進(jìn)行信號(hào)的傳輸，與單根光纖復(fù)用相比較，空分復(fù)用還需要借助頻分或者是碼分復(fù)用來實(shí)現(xiàn)。
在現(xiàn)代商業(yè)當(dāng)中，頻分復(fù)用的應(yīng)用范圍比較廣，針對(duì)傳統(tǒng)的G.653光纖而言，采用色散調(diào)節(jié)技術(shù)確實(shí)可以提高其傳輸速度以及拓展其信息容量，但是在正常的使用過程當(dāng)中非常容易出現(xiàn)FWM(四波混合)的問題，這是光纖放大器不合理使用而直接導(dǎo)致的結(jié)果。
FWM的原理可細(xì)分為三點(diǎn)：
一是后向參量放大和振蕩、二是三個(gè)泵浦場的不規(guī)則作用情況、三是入射光中的某一個(gè)波長上的光改變了光纖的折射率。FWM所帶來的負(fù)面影響主要是衍生出新的波長，進(jìn)而導(dǎo)致串音干擾，削弱傳輸信號(hào)，不利于波分復(fù)合技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
鑒于此，需要研發(fā)可抗御FWM影響，并且集超大容量與超快速度等優(yōu)點(diǎn)于一身的新型光纖，以提高波分復(fù)用技術(shù)在光纖通信傳輸?shù)膽?yīng)用水平。研究表明，采用G.652光纖可抗御FWM所帶來的負(fù)面影響，但是鑒于其存在色散的問題，因此需要加強(qiáng)色散補(bǔ)償，這是現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)抗御FWM影響的主要技術(shù)方向。
光纖技術(shù)在醫(yī)學(xué)內(nèi)窺鏡領(lǐng)域中的應(yīng)用
內(nèi)窺鏡技術(shù)已成為促進(jìn)醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展的一種強(qiáng)有力的工具。用光纖制成的醫(yī)用內(nèi)窺鏡,因光纖束柔軟,可以彎曲靈活地插入人的體腔,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)光、傳像,在醫(yī)學(xué)上具有廣泛應(yīng)用。
把光纖束經(jīng)過合適的途徑插入人體體腔,一方面把外部光源發(fā)出的光通過光纖束導(dǎo)入體內(nèi),照亮人體內(nèi)需要檢查的部位;另一方面,再由光纖束把觀察到的體內(nèi)器官的病變圖像傳出體外,供醫(yī)生觀看或作照相、攝像記錄。
光纖傳像原理
光纖傳像原理
光纖傳像，是由光纖特性和結(jié)構(gòu)所決定的。為了利用光纖束傳像，光纖束必須具備以下條件：
1、理想情況下,每根光纖都有良好的光學(xué)絕緣。即光纖束中的每一根光纖都能獨(dú)立傳光,不受周圍光纖的影響。
2、多根光纖兩端必須是相關(guān)排列,一一對(duì)應(yīng)。即每根光纖在出射端和入射端的幾何位置的排列應(yīng)完全一致。
3、光纖束的每根光纖的端面都可看作是一個(gè)取樣孔,各自攜帶著一個(gè)像元。入射圖像可看作是由許多亮度不同的像元所組成,光纖束則可看作由若干個(gè)取樣孔規(guī)則排列的析像器,它按自己排列的規(guī)律性,把入射圖像分成和取樣孔數(shù)目相等的像元。像元的大小等于取樣的孔徑,每根光纖都通過自己的取樣孔而獨(dú)立地傳遞一個(gè)像元。
4、在理想情況下,光線在光纖出射端的出射角與從光纖入射端的入射角的絕對(duì)值相等,其符號(hào)由全內(nèi)反射次數(shù)的奇偶而定。奇數(shù)次符號(hào)為正,偶數(shù)次符號(hào)為負(fù)。這一性質(zhì)對(duì)傳遞圖像十分有用。
以上條件決定了光纖束把一幅圖像從一端傳至另一端時(shí),保持圖像不變形。例如,入射端圖像是由多個(gè)像元組成的“┻”形,經(jīng)傳像束傳至出射端的圖像仍是相同的“┻”形。
光纖內(nèi)窺鏡的光學(xué)系統(tǒng)
光纖內(nèi)窺鏡的光學(xué)系統(tǒng)
光纖內(nèi)窺鏡,簡稱內(nèi)鏡或纖鏡。其光學(xué)系統(tǒng)通常包括照明系統(tǒng)、觀察系統(tǒng)和照相記錄系統(tǒng)等部分組成。
1、照明系統(tǒng)主要有光源、導(dǎo)光束、凹透鏡等部分。外部光源發(fā)出的光經(jīng)導(dǎo)光束傳至內(nèi)窺鏡先端部的一個(gè)凹透鏡上,經(jīng)凹透鏡發(fā)散,以獲得更寬廣的照明視場。
2、觀察系統(tǒng)主要有直角屋脊棱鏡、成像物鏡、傳像束、目鏡等部分。成像光線進(jìn)入觀察系統(tǒng),首先經(jīng)直角屋脊棱鏡將光線作 90°轉(zhuǎn)向后射至成像物鏡,并由該物鏡成像在傳像束的一個(gè)端面上,再經(jīng)光纖束傳到其另一端,從目鏡后即可看到清晰的物像。
3、作照相記錄時(shí),上述觀察系統(tǒng)中的目鏡則起到照相機(jī)鏡頭(即照相機(jī)物鏡)作用。當(dāng)調(diào)整好焦距,按下照相機(jī)快門按鈕,即可將像記錄在照相底片上。
目前已研制出各種用途的醫(yī)用光纖內(nèi)窺鏡。除胃鏡外,還有膀胱鏡、直腸鏡、食道鏡、支氣管鏡、腹腔鏡、結(jié)腸鏡、小兒專用內(nèi)窺鏡等。
檢查時(shí)，把光纖束經(jīng)過合適的途徑插入體腔，外部高強(qiáng)度冷光源發(fā)出的光通過導(dǎo)光束傳至內(nèi)窺鏡的先端部，經(jīng)導(dǎo)光窗口射出，照亮體腔內(nèi)部需要觀察的部位，,觀察到的圖像通過觀察窗棱鏡改變方向后，,由物鏡成像在傳像束的端面上，再經(jīng)傳像束傳至目鏡，供醫(yī)生觀看或作照相、攝像。
由于內(nèi)窺鏡的光纖束具有細(xì)軟、彎曲靈活等優(yōu)點(diǎn)，即使是插入人體體腔的復(fù)雜部位，操作起來也比較方便。
內(nèi)窺鏡的應(yīng)用范圍很廣，其附件也在不斷完善。例如，作胃鏡檢查時(shí),如需取活檢，可使用活體取樣鉗，在直視下鉗取組織標(biāo)本。有的還配有 ph 計(jì),可直接測出食道或胃粘膜的 ph 值。內(nèi)窺鏡上還可安裝放射線探測器，可對(duì)某些早期癌癥做出診斷。另外,內(nèi)鏡也可用于治療。對(duì)于在以往必須通過手術(shù)才能治療的病癥，如用內(nèi)窺鏡，則可減輕手術(shù)給病人造成的痛苦。在內(nèi)窺鏡下對(duì)局部止血,可避免手術(shù)下止血的復(fù)雜過程，這對(duì)減輕病人痛苦具有明顯效果。
配有大功率激光傳輸?shù)膬?nèi)窺鏡,可進(jìn)行內(nèi)腔激光治療。如對(duì)腸腔組織增生的腸息肉,使用激光內(nèi)窺鏡可以方便地將其切除。
光纖技術(shù)的在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用
光纖技術(shù)的軍事通信應(yīng)用
光纖技術(shù)的軍事通信應(yīng)用
光纖技術(shù)在陸上的軍事通信應(yīng)用主要包括三個(gè)方面：1）戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)通信的遠(yuǎn)程系統(tǒng)；2）基地間通信的局域網(wǎng)；3）衛(wèi)星地球站、雷達(dá)等設(shè)施間的鏈路。
自從“信息高速公路”概念的出現(xiàn)，美國就在軍用信息高速公路的發(fā)展中走在了世界各國的前面。
1992年6月，美國參謀長聯(lián)席會(huì)議下發(fā)了名為“武士 C4T”的關(guān)于美軍21世紀(jì)通信和協(xié)同作戰(zhàn)總體規(guī)劃的框架文件。
“武士C4T”計(jì)劃的目標(biāo)是按軍用“信息高速公路”的要求，建立一個(gè)全球性的實(shí)時(shí)軍用通信網(wǎng)，即稱為“信息球”的全球通信網(wǎng)。它將是一個(gè)連通士兵、指揮所和各種傳感器的指揮網(wǎng)，是一個(gè)反應(yīng)靈敏的C8系統(tǒng)。它的基礎(chǔ)網(wǎng)就是國防信息系統(tǒng)網(wǎng)（DISN），由地面及衛(wèi)星的軍用和民用通信系統(tǒng)所構(gòu)成。
C3I系統(tǒng)是光纖技術(shù)在美國空軍中應(yīng)用的最大項(xiàng)目之一。美國GTE公司從美國空軍獲得了MX導(dǎo)彈發(fā)射場C3系統(tǒng)的合同，用光纜作為作戰(zhàn)控制中心、地區(qū)支援中心、導(dǎo)彈掩體和維護(hù)設(shè)施之間的互連線路，線路總長15000km，連接4800處有人和無人值守場所的5000多臺(tái)計(jì)算機(jī)。
美軍還提出了在主要的軍用門道配置軍用衛(wèi)星和光纜雙重鏈路的設(shè)想，以便利用這兩種通信方式工作特點(diǎn)和性能特點(diǎn)的互補(bǔ)性，保障危機(jī)情況下戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)綜合通信的抗毀性。
光纖技術(shù)在雷達(dá)和微波系統(tǒng)的應(yīng)用
由于光纖傳輸損耗低、頻帶寬等固有的優(yōu)點(diǎn)，光纖在雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用首先用于連接雷達(dá)天線和雷達(dá)控制中心，從而可使兩者的距離從原來用同軸電纜時(shí)的300m以內(nèi)擴(kuò)大到2～5km。用光纖作傳輸媒體，其頻帶可覆蓋X波段（8～12.4GHz）或Ku波段（12.4～18GHZ）。
光纖在微波信號(hào)處理方面的應(yīng)用主要是光纖延遲線信號(hào)處理。先進(jìn)的高分辨率雷達(dá)要求損耗低、時(shí)間帶寬積大的延遲器件進(jìn)行信號(hào)處理。傳統(tǒng)的同軸延遲線、聲表面波（SAW）延遲線、電荷耦合器件（CCD）等均已不能滿足要求。靜磁波器件和超導(dǎo)延遲線雖能滿足技術(shù)要求，但離實(shí)用化尚很遙遠(yuǎn)。
光纖延遲線具有損耗低（在1～10GHz頻段內(nèi)，單位延遲時(shí)間的損耗僅O.4～O.1dB／ps），時(shí)間帶寬積大（達(dá)104～106 ），帶寬寬（＞10GHz）等優(yōu)點(diǎn)，且動(dòng)態(tài)范圍大，三次渡越信號(hào)小，實(shí)現(xiàn)彼此跟蹤的延遲線相當(dāng)容易，而且能封裝進(jìn)一個(gè)小型的封裝盒。
光纖技術(shù)在相控陣?yán)走_(dá)的應(yīng)用還包括用光纖延遲線在光控相控陣?yán)走_(dá)波束形成所需的相移。在電光相控陣發(fā)射機(jī)中采用集成光學(xué)進(jìn)行波束形成，用光纖技術(shù)進(jìn)行天線的靈活遙控。利用光纖色散棱鏡技術(shù)的寬帶光纖實(shí)時(shí)延遲相控陣接收機(jī)等。其中，除光纖延遲線外，光纖耦合器、波分復(fù)用／解復(fù)用器、集成光學(xué)、偏振保持光纖、高色散光纖、光纖放大器、光纖光柵等先進(jìn)的光纖元器件技術(shù)得到了應(yīng)用。
光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈
光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈
美國陸軍的光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈項(xiàng)目主要用于反坦克和反武裝直升飛機(jī)。早期設(shè)計(jì)的射程僅10km。美國海軍的項(xiàng)目則主要用于空對(duì)空、空對(duì)地及艦對(duì)艦作戰(zhàn)。
光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈不僅受到美國軍方的重視，德國也進(jìn)行了開發(fā)研究，并得到了法國的合作，意大利也加入其中，三國共同制定了三邊光纖導(dǎo)彈計(jì)劃。
其中Polypheme 20型用于對(duì)付師級(jí)裝甲車、直升機(jī)，可裝在輕型或高機(jī)動(dòng)車輛上，射程為15km；Polypheme60型用于殺傷縱深特定的固定或低機(jī)動(dòng)性的目標(biāo)，射程為60km；Polypheme SM型用于潛艇水下數(shù)百米深處發(fā)射，反直升機(jī)或飛機(jī)，射程為10km。
光纖系繩武器
光纖系繩武器
光纖遙控戰(zhàn)車是用一根光纜系留到基地站拖車上的高機(jī)動(dòng)性多用途輪式車輛，可將各種偵察裝置、傳感器及武器送到危險(xiǎn)戰(zhàn)區(qū)，執(zhí)行諸如偵察、探雷、排雷、清除障礙和彈藥補(bǔ)給等任務(wù)。
由美國海軍海洋系統(tǒng)中心和Sandia國立研究所聯(lián)合研制的遙控飛行器是一種用光纖系留的涵道風(fēng)扇式裝置，通過電視實(shí)施偵察任務(wù)，其活動(dòng)范圍達(dá)4000m。
使用系留光纜的氣球載雷達(dá)偵察系統(tǒng)也得到了迅速發(fā)展，氣球升空高度600m～6000m，有效載荷100kg～2000kg，持續(xù)滯空時(shí)間15～3O天，可起到類似高空預(yù)警機(jī)的功能。
光纖遙控水下深潛器也稱水下機(jī)器人或無人潛艇，有拖曳式和系留式兩種。通過裝備不同的設(shè)備可進(jìn)行地形測繪、調(diào)查打撈沉船和墜海飛機(jī)、營救潛艇、反潛監(jiān)聽裝置布設(shè)、探測和排除水雷、自主布雷和水下誘餌等。
光纖水聽器系統(tǒng)
光纖水聽器系統(tǒng)
光纖水聽器是利用光纖技術(shù)探測水下聲波的器件，它與傳統(tǒng)的壓電水聽器相比，具有極高的靈敏度、足夠大的動(dòng)態(tài)范圍、本質(zhì)的抗電磁干擾能力、無阻抗匹配要求、系統(tǒng)“濕端”質(zhì)量輕和結(jié)構(gòu)的任意性等優(yōu)勢，因此足以應(yīng)付來自潛艇靜噪技術(shù)不斷提高的挑戰(zhàn)，適應(yīng)了各發(fā)達(dá)國家反潛戰(zhàn)略的要求，被視為國防技術(shù)重點(diǎn)開發(fā)項(xiàng)目之一。
光控飛行
光控飛行
由于電磁干擾、電磁脈沖、高強(qiáng)度無線電頻率以及新的威協(xié)（如直接能量武器）會(huì)嚴(yán)重威脅配備電控飛行的飛行器的飛行安全，因此人們不得不采取適當(dāng)?shù)钠帘未胧?，但這樣將造成重量的增加，而光控飛行可起到一箭雙雕的作用。
對(duì)于戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)來說，如用光控飛行替代電控飛行，重量約可節(jié)省90～317kg，而且，光纖系統(tǒng)不僅可進(jìn)行飛行控制，還可用來控制和監(jiān)測飛行器的子系統(tǒng)，機(jī)載光纖系統(tǒng)在“隱形”飛機(jī)中也很重要，因?yàn)闄C(jī)內(nèi)長達(dá)數(shù)公里的電纜的噪聲輻射將成為輻射源而易被雷達(dá)所發(fā)現(xiàn)，采用光纖系統(tǒng)則不存在這個(gè)問題。
光纖技術(shù)在安防監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用
進(jìn)入21世紀(jì)以來，伴隨著數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)和光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，一種全新的安防技術(shù)：光纖監(jiān)控技術(shù)，在全球得到關(guān)注，并在歐美等國迅速得到推廣應(yīng)用。這種技術(shù)和現(xiàn)有的各種基于傳統(tǒng)電磁效應(yīng)，以點(diǎn)狀布設(shè)為特點(diǎn)的監(jiān)控技術(shù)不同，它采用了光纖作為侵入信號(hào)傳感監(jiān)測和信號(hào)傳輸合一的外部布設(shè)器件，通過光纖打造全方位傳感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多區(qū)域、多形態(tài)(線形、面形、空間區(qū)域形)的振動(dòng)探測以及語音拾取。
該類監(jiān)控技術(shù)具備的突出特點(diǎn)包括：
1、具有隱蔽性，易于布設(shè)。光纖自身是線形的柔性介質(zhì)，可以隱蔽地，且對(duì)建筑非破壞性地布設(shè)于多種環(huán)境與區(qū)域，布設(shè)方式靈活自由，可以全面補(bǔ)充文博安防系統(tǒng)的周界報(bào)警、通道報(bào)警與空間報(bào)警三道復(fù)核防線。其隱蔽性也大大降低了入侵人員對(duì)安防設(shè)備的警惕性。
2、具有突出的防破壞性。正是由于光纖采用了隱蔽布設(shè)的方式，同時(shí)技術(shù)原理也具有保密性，不像攝像頭和紅外攔阻線等傳統(tǒng)技術(shù)為人熟知，易識(shí)別、回避和破壞;同時(shí)，光纖探頭無電磁輻射，更抗電磁干擾，基于電磁和金屬效應(yīng)進(jìn)行探測的普通檢測裝置難以發(fā)現(xiàn)光纖探頭，因此，光纖監(jiān)控技術(shù)被規(guī)避和損毀的可能性極低，防破壞性極強(qiáng)。
3、光纖具有無中繼傳輸距離長的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)能源依賴小，整個(gè)監(jiān)控區(qū)域布設(shè)的傳感網(wǎng)絡(luò)均無需要電力供應(yīng)，因此大大降低了電子設(shè)備可能會(huì)對(duì)木質(zhì)或其它材料結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)成安全隱患的風(fēng)險(xiǎn)。而且現(xiàn)場不需電力供給的系統(tǒng)也不必?fù)?dān)心拉閘斷電對(duì)造成的安防系統(tǒng)癱瘓。
光纖傳感系統(tǒng)不同于一般的線形或?qū)嵨镒钃跣吞綔y系統(tǒng)易被避過的缺隙，光纖傳感網(wǎng)絡(luò)通過三維立體的協(xié)同感知功能，就像一張龐大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從地上、地下以及空間進(jìn)行語音拾取，能夠準(zhǔn)確的感知整個(gè)布設(shè)區(qū)域的異動(dòng)以及聲響，全方位的進(jìn)行環(huán)境異動(dòng)的入侵探測，并通過智能行為分析與模式識(shí)別，準(zhǔn)確地進(jìn)行分析判斷，將可能產(chǎn)生誤報(bào)的環(huán)境影響排除，保證系統(tǒng)作出高準(zhǔn)確度的告知和報(bào)警。
