光纤通信，作为20世纪人类社会所取得的最伟大的技术成就之一，是人类迈向信息化时代的重要基石。诚如《科学美国人》杂志曾评价说的那样:“光纤通信是二战以来最有意义的四大发明之一。如果没有光纤通信，就不会有今天的互联网和通信网络。”如果没有光纤通信的发明，就没有今天的信息社会，我们就无法享受今天的光宽带和移动互联生活。我们来简单回顾一下光纤发展的历史，谨以此纪念那些在这个进程中做出杰出贡献的伟大的科学家和技术大咖们。

1841年左右，两位科学家 DanielColladon和Jacques Babinet 在巴黎几乎是同一时间最先提出可以依靠光折射现象来引导光线的理论，并在皇家学会演讲厅用实验进行了演示:在装满水的木桶上钻个孔，然后将光照入水流中，光就被弯弯曲曲的水线俘获了，沿着水桶流出的水的细流向前传输。

1870年，英国物理学家John Tyndall在其出版的书籍中提出，全内反射特性是光的自然属性。同时书中还进一步说明了，光线从空气射入水中以及从水中射入空气时的不同，他指出，当光线由水中射入空气时，如果角度大于48度(与法线之间的夹角，这一角度的精确值是48°27’)，那么光线将无法“逃出”水面，光线会在界面处被完全反射。

1880年，亚历山大·贝尔(AlexanderGrahamBe11)发明了“光话机”贝尔将太阳聚成一道极为狭窄的光束，照射在很薄的镜子上，当人们发出声音的“声波”让这面薄镜产生振动时，“反射光”强度的变化使得感应的侦测器产生变动，改变“电阻”值。而接收端则利用变化的“电阻”值产生电流，还原成原来的“声波”。

1887年，英国科学家CharlesVernonBoys在一根加热过的玻璃棒附近放了一张弩，当玻璃棒足够热时，把箭射出去，箭带动热玻璃在实验室里拉出了一道长长的纤细的玻璃纤维。玻璃丝越来越细，成为了光纤，人类又前进了一大步。

1938年，美国欧文斯伊利诺斯(0wens-I1linois，简称0-)公司与日本日东纺绩公司终于可以生产玻璃长纤维了。当然这个时候生产的光纤只有现代意义上的光纤的纤芯部分，会引起光泄漏，光甚至会从粘附在光纤上的油污泄漏出去，但标志着人类生产玻璃纤维的能力有了长足进步。

1950年左右，印度人N.S.Kapany和H.H.Hopkins 研究出了带有包层的光纤。N.S.Kapany和H.HHopkins 向世人展示的光纤与我们今天使用的光纤在结构上可以说是一模一样的，这种双层结构在“光的全反射”效应的作用下，实现了光的传输，这使得图像在光纤中的传导表现大大提升。第一本光纤相关的书籍是由他所写，他甚至在1960年《科学美国人》杂志上创造了“光纤”一词。正是因为这些突破性的成就，N.S.Kapany 后来被人们称为是“光纤之父”。

1956年，在研制内窥镜的过程中，LawrenceE.Curtiss制造出了第一根采用玻璃为包层的光纤。同年美国密歇根大学的一位学生也制作出了玻璃包层光纤，他用一个折射率低的玻璃管熔化到高折射率的玻璃棒上。光纤发展至此，无论在结构上还是在材质构造上，与当今我们使用的光纤基本上已经完全一样了。玻璃包层很快成为标准，塑料包层也相继出现。

1963年，日本科学家西泽润一提出了使用光纤进行通信的概念。此外，他发明的一些技术，如激光二极管(laser diode)，对光纤通信的发展起到了非常大的推进作用。在1964年他发明了渐变折射率光学纤维(graded-indexopticalfiber)，这种光纤使用半导体激光器在一个通道中可实现低损耗的长距离传输。1966年7月，英国标准电信实验室(STL)的英籍华人高锟(CharlesK.Kao)博士和他的伙伴G.A.Hockham，在英Proc.IEE(London)杂志上共同发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文。在论文中，高锟明确提出，只要解决了玻璃的纯度和成分等问题，就可以将玻璃制作成损耗低于20dB/km 光纤，用于通信。这篇论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，莫定了现代光通信--光纤通信的基础。

1974年8月8日，赵梓森等同志起草了武汉邮科院“关于开展光导纤维的研制工作的报告”一文，明确提出了以石英光纤为媒介、半导体激光器为光源、脉冲编码为调制方式的光纤激光通信系统的技术路线。国务院科技办公室同意将该项目列为国家项目(后来被列入国家“五五”计划重点赶超科研项目，邮电部科技委也将其列入了“邮电部十年科研规划”)，为我国开展光纤通信研究的探索迈出了十分可喜的一步。

1976年，美国贝尔实验室在华盛顿到亚特兰大之间开通了世界第一条实用的光纤通信线路，采用了西方电气公司制造的含有144根光纤的光缆。线路速率为44.7Mbit/s,采用波长为850nm的红外光,使光纤通信向实用化迈出第一步。

1977年，中国科学院上海硅酸盐所张英华等科学家利用自己建立的MCVD气相沉积系统在国内最先成功制备了损耗为14dB/km(0.85um)、光纤长度达公里级的梯度型多模光纤。同年11月，中国科学院上海硅酸盐所研制的多模渐变型P0--Si0,系光波导纤维，分别在邮电部武汉邮电科学研究院、第四机械工业部电子 34所和中国科学院福建物质结构研究所进行光纤通信试验，并获成功，在我国首次实现了在 1km 的光纤上传送 24路电话、黑白电视、可视电话和彩色电视的实验,传输效果良好。

1981年12月31日，中国第一条实用化的光纤通信线路在武汉开通并网，正式进入武汉市市话网试用，“八二工程”宣告成功。所谓“八二工程”，指中国邮电部和国家科委确定在武汉建立一条光缆通信实用化系统，意在通过实际使用完成商用试验以定型推广。“八二工程”的建成，为我国光纤、光缆和系统的相关标准制定提供了重要依据。1985年，长波长 34Mb/s光纤通信实用化系统获国家科技进步二等奖、邮电部科技进步一等奖。此后中国光纤通信事业进入了发展快车道阶段。

如今，全球光纤光缆年需求量超过5亿芯公里。这些光纤每天传输着海量的数据，支撑着整个人类社会生活方方面面的运转和发展，也为人类的文明和进步，默默发挥着巨大的贡献。

中国通信学会通信线路专委会 供稿

来源: 中国通信学会