19世紀(jì)初，人類發(fā)現(xiàn)光可以利用全內(nèi)反射原理在水和玻璃等介質(zhì)內(nèi)傳播后，有人開(kāi)始意識(shí)到，如果我們能拉出超細(xì)的玻璃絲，實(shí)現(xiàn)光導(dǎo)長(zhǎng)距離傳輸，必將應(yīng)用無(wú)限。

但是科學(xué)家們嘗試了無(wú)數(shù)辦法，怎么也拉不出又長(zhǎng)又細(xì)、均勻而堅(jiān)韌的玻璃纖維。

一位叫C.V.Boys的物理學(xué)家出現(xiàn)了。

C.V.Boys首先將玻璃放入一個(gè)極小的容器里，加熱融化再氣吹。

失敗！

接下來(lái)，他造了一把槍。與一般的槍不同，這把槍火力更集中，希求通過(guò)瞬間的爆發(fā)力拉出玻璃纖維絲。

失敗！

那就造一支火箭筒。他認(rèn)為火箭筒的速度更快，一定可以拉出均勻的玻璃絲。

失敗！

C.V.Boys看著他的火箭筒，表情沮喪，怎么辦呢？

終于，他想出了一個(gè)高度科學(xué)的解決方案——弩。

C.V.Boys專門設(shè)計(jì)了一把用于拉光纖的弩…

C.V.Boys設(shè)計(jì)的弩

1887年的某一天，C.V.Boys將一根加熱的玻璃棒放在弩上，當(dāng)玻璃棒熔化，扣動(dòng)扳機(jī)，在實(shí)驗(yàn)室里拉出了一道長(zhǎng)長(zhǎng)的玻璃纖維。

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景無(wú)法還原，漫畫代替

C.V.Boys終于拉出了世界上第一根光纖，足足有9英尺長(zhǎng)。

100多年過(guò)去了，如今光纖已成為地球的血管，密密麻麻的分布于世界，為我們編織出豐富精彩的信息生活。今天的光纖是怎么制造出來(lái)的呢？同樣不簡(jiǎn)單。

光纖由純度極高的光學(xué)玻璃制成。我們家里的玻璃窗是透明，通常玻璃越厚就越不透明，這是因?yàn)椴Ａе杏须s質(zhì)。

光纖用的玻璃有多純呢？即使有幾公里厚，你也能透過(guò)這個(gè)玻璃看清物體。

光纖結(jié)構(gòu)：纖芯和包層是不可分離的，纖芯與包層合起來(lái)組成裸光纖

光纖的制作過(guò)程主要分為：預(yù)制棒制備、光纖拉絲和測(cè)試三個(gè)過(guò)程。

預(yù)制棒制備

預(yù)制棒生產(chǎn)主要有MCVD、OVD、VAD和PCVD等工藝，本文只介紹MCVD工藝。

MCVD（modified chemical vapor deposition）工藝由貝爾實(shí)驗(yàn)室于1974年開(kāi)發(fā)。它將由SiCl4（氯化硅）、GeCl4（氯化鍺）和其它化學(xué)物質(zhì)組成的氣態(tài)混合物導(dǎo)入到石英玻璃管（包層）中，并在石英管外旋轉(zhuǎn)加熱，硅和鍺氧化反應(yīng)，形成SiO2（二氧化硅）和GeO2（二氧化鍺），并駐留在石英管內(nèi)構(gòu)成光纖的主要部分。

針對(duì)光纖的折射率、膨脹系數(shù)和熔點(diǎn)等，可通過(guò)氣態(tài)混合物的成分濃度來(lái)控制。

當(dāng)預(yù)制棒冷卻后，要進(jìn)行質(zhì)量（折射率）測(cè)試。

預(yù)制棒

光纖拉絲

將預(yù)制棒放入光纖拉絲塔，進(jìn)行拉絲。預(yù)制棒經(jīng)拉絲，被拉成125μm粗細(xì)的光纖，并涂上二層樹(shù)脂以保護(hù)光纖的強(qiáng)度。

光纖拉絲塔組成

光纖拉絲塔內(nèi)有一個(gè)石墨爐，可產(chǎn)生17000-2000度的高溫，使預(yù)制棒軟化，再由拉絲輪卷繞而拉成細(xì)長(zhǎng)的光纖。拉絲塔有一個(gè)信息反饋系統(tǒng)，用來(lái)反饋爐溫和繞速等，以通過(guò)激光測(cè)微計(jì)來(lái)精確控制光纖直徑。

為增強(qiáng)光纖強(qiáng)度，在拉絲過(guò)程中還要及時(shí)為光纖涂上一層很薄的樹(shù)脂，并及時(shí)烘干避免相互黏附。

拉絲完成后，還需要對(duì)成品光纖進(jìn)行測(cè)試，內(nèi)容主要包括：抗拉強(qiáng)度、折射率、光纖結(jié)構(gòu)、衰減、信息承載能力（帶寬）、色散、工作溫度和濕度范圍等。

光纖就是這樣制造出來(lái)的！

正是這根小小的玻璃絲，今天徹底改變了人類的生活。毫不夸張的講，光纖通信是人類史上一次超越時(shí)間和空間的奇跡，從蒸汽機(jī)的發(fā)明，到輪船、火車，人類從來(lái)沒(méi)有如此拉近過(guò)時(shí)空距離。正是小小的光纖，成就了我們今天遠(yuǎn)在千里、近在咫尺的通信生活。

神奇的光纖！