Y8T202 光纤与通信
1966年是光纤通信的里程碑，1970年也是光纤通信的里程碑点，这一段称之为光纤通信的起点。
在《光模块/光器件/光芯片》的系列解析里，常提到一个词，就是我们的技术指标的设置来源于两个方面
一个是“光纤”的需求，另一个是“通信”的需求，通信我们容易理解。光纤做为一个玻璃纤维，在方方面面对光模块/光芯片提出要求，波长，谱宽/线宽，谱宽展宽因子（啁啾），横模、纵模、色散、损耗、功率密度、非线性效应.....
归根结底，光模块是为了光纤做为通信介质来服务的，这周末用两个小时，聊一聊光纤的工艺和材料，对应了哪些模块的性能。
分三个时间节点来说
1966年之前
1966-1970年
1970年后
■1966年前的通信与光纤
通信（通话）业的发展遇到了瓶颈
那时候的信息通道主要是语音电话，
1876年，贝尔电话专利
1878年，碳精送话器
1880年，共电式电话机
1891年，手摇式电话机
....
语音信息的传递通过金属线，主要是铜线来进行。一根线可以同时传送多组语音信号，用的是TDM的时分复用技术，这个技术和咱们光模块的SERDES其实是一样的原理不同的表述Y8T158 电MUX/DEMUX、SERDES和Gearbox是同一种说法
当更多更多的用户荷载在同一根电话线时，能降低布线成本，带来的问题就是信息频率提高了。
金属线有个现象“趋肤效应”，频率越高，用于传递信息的电流就在电-磁-电的作用下被驱赶到导体的边缘，损耗增加。
频率越高，损耗越大，这是金属线的特点。
通信成本的降低是主要需求，早期通过TDM方式就实打实的降低了成本，几百个用户共用一根通信电缆，成本当然低。
上世纪五十年代，这个年代我们感知一下，这是进入全球宏观和平的时代，民用电话的需求非常强烈，但TDM与铜缆的配合，要么趋肤效应导致传不远（损耗大），需要多个中继站，这需要成本增加，要么少一些用户复用，降低频率，这少了中继成本，但增加了布线成本，需要多个铜缆x每个铜缆的负载用户信息量=总信息量。
这个时候对于通信下一步如何发展，很多科学家开始研究，比如用电磁波做为信息载波，做通信方式，放弃金属线直接传送，避免趋肤效应。
那个年代用“空心”的金属管来低损耗传输电磁波波导，已经在通信业有了一些研究
1957年高锟院士毕业后在ITT的子公司标准电话与电缆有限公司工作。
电话与电缆，这两个词标重点。
高锟院士有个工作任务，为电磁波找到新的传输方法，主要是低损耗的传输方法
微波是一种电磁波，光也是一种电磁波
在微波做为通信载波，毫米波和微米波的优缺点
在高锟院士的研究中，对于不同频率的电磁波的传导在理论层面上逐渐成熟，光的载波频率是微波载波频率的10的5次方，也就是几十万倍，（百万倍），这么一个超大容量。
如何传导光这种电磁波呢？
当时是有“光纤”的
利用全反射原理，把光限定在介质内，这个现象早于电话的出现，第一根光纤的制造与贝尔发明电话，基本在一个时代。
高锟院士要寻找的是电磁波做为信息载波，有超大容量的优点，那么用光纤来传，如何传输是重点。
首先寻找可以传导“光”的介质，高分子聚合物可以，玻璃也可以。对玻璃而言，做类似空心金属波导管（贝尔实验室研究，后来停止），晶体玻璃可以，非晶玻璃也可以。
■1966-1970年
高锟院士1966年发表的论文，是前期工作的一个小结，在电磁波理论较为完善的大时代背景下，光做为一个电磁波，它的波导特性，单模，多模，在观察屏幕上，可以看到多个亮斑，就是多（横）模，只看到一个亮斑就是单模。
高锟院士通过搭建试验平台，观察到玻璃纤维中的光学模式和玻璃纤维纤芯的大小、折射率的关系。
单模具有低损耗传输的特点
分析了工艺偏差对性能的影响。
提出硅酸盐玻璃作为一种光学介质，具有超大容量，超低成本的特点，硅酸，就是硅和氧的化合物，硅酸盐是硅氧以及其他离子组成的无机盐化合物，这是常见的玻璃材料。
这个名字，也见于铌酸锂，铌和氧的化合物叫铌酸，插入锂离子，就是铌酸锂材料。
高锟院士对于硅酸盐玻璃材料的光学损耗做了进一步的分析，
吸收损耗，硅酸的损耗很低，盐的损耗很高，也就是二氧化硅的吸收损耗非常小，“盐”的铁离子，铜离子，锰离子等金属离子的吸收损耗极大。去除这些离子，损耗可大幅度降低。透明度能提升10的98次方。
这个理解，换算成老百姓的语言，就是一块玻璃窗，玻璃几米厚的话就不透光了。但如果进行提纯去除杂质，那么几百米厚的玻璃窗，依然能透光。
再一个因素就是硅和氧的分布
瑞利散射很难消除，但是大颗粒的反射是可以降低的。
对于低温玻璃，也就是硅和氧呈现“规则”分布时是一种晶体，也就是咱常说的石英晶体
由于制造工艺的限制，不可能保持“单晶”，而常常是多晶状态，微观上局部是规则晶体，N多个晶粒组成的纤维，存在非常大的界面反射。
如果是“玻璃态”，宏观是固体，微观是液体，散射损耗很低
如何理解微观是液体，以前写过几句。
玻璃不是固体，只是看起来像固体原因微观上这些分子是在“跑”的状态，处于正在结晶的过程中，这是液体才有的特性。举个例子一只正在飞翔的天鹅，遇到雪崩，被冻住了，这只天鹅的状态是“动”还是“不动”？宏观上，是不动的，因为相对位置没有移动，但微观角度看，这只天鹅每一块肌肉都处于飞翔状态，玻璃就是这么一种物质，二氧化硅原子们想要排列成“水晶，也就是石英晶体”，但如果温度下降太快，被冻住了，微观硅原子和氧原子处在原子间的引力牵引“想继续移动”的状态，宏观上却动不了。
通过理论分析，外外因损耗和散射损耗降低，而固有的红外紫外吸收损耗很低，这个就具备了超长距离传输的理论基础。
1967年，一个玻璃公司康宁，就用化学方法提炼出纯净的二氧化硅材料，进行光纤的拉制。
在之后的50年，这个基本的材料体系和化学提纯方法并没有根本性的变化，大家在做的工作，就是不断不断的优化。
■1970年后--周六要聊的主题
