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鳳舞天 大家都知道，射頻波與光都屬于電磁波范疇，但射頻波一般在同軸線，微帶線中傳輸，不能在光纖中傳輸，而光一般在光纖中傳輸，卻不能在同軸線，微帶線中傳播。 很多人可能對電磁波并不了解，本質上電磁波就是靠電場和磁場相互作用，相生相克，尤其是其電場和磁場的能量，同時最大，同時最小，就同軸線來說，外層與內層之間徑向是電場，切向是磁場，所以能量集中在內外層之間的介質中，這個叫TEM波。光復雜一些，可以不用依賴介質，電場不需要金屬，自我形成一個閉環。 既然理論基礎是一樣的，可以說只是頻率的不同，那么為什么會出現這種情況。 一般的講，大家第一反應是器件尺寸與波長的關系，高頻及微波，波長一般大于傳輸線，微帶線的尺寸（指截面），而光的波長遠遠小于器件尺寸，跟器件都發生不了關系了，自然談不上傳輸，這確實是一個理由。但即使器件尺寸小到小于光的波長，是否可以傳輸光呢，答案是否定的。 器件尺寸只能決定電磁場傳輸的一個模式，就好象有一條馬路，理論上可以通車，但能否實際可以通車，就看這條路堵不堵，平不平，而實際上，金屬相對于光來說，損耗過大，無法通行。 金屬導電，是靠自由電子，在低頻下，自由電子隨著電場變化而移動，沒有損耗。高頻微波下，能量集中在表面，金屬的表面自由電子隨電場變化而移動，有一定的損耗，這個損耗取決于頻率，因為頻率變化太快，自由電子質量太大，跟不上電場變化，就導致損耗，這個如同高音頻率信號去驅動低音喇叭，只會發熱，輸不出聲音。用力快速推拉門，胳膊會很累。 到了光之后，頻率更高了，這么高的頻率電場作用于自由電子，就只有損耗了，還有一種，可能自由電子就根本不動，根本響應不上來，這個取決于頻率了。比如X光，就可以穿透薄金屬。 所以要想光在某種介質中傳輸，這種介質首先能響應光的電場，這個就是介電常數要高，其次還要這個影響是無損耗的，剛性特強，不然傳輸不了，那么符合這個特征的，光纖就是一種。 光纖是由SiO2材料組成的，內部沒有自由電子，但有穩定的電子云，能夠受電場影響，所以有較高的介電常數，同時因為沒有碰撞等，剛性特強，無損耗，但電子云偏移是非常小的，所以這個不適合高頻微波這類傳輸，但可以傳輸光，因為能量傳輸的能力跟頻率的平方成正比，大家看音箱里面的高音喇叭，一般都用鋁箔做的很小的高音喇叭，卻能發出足夠強的能量，這個跟光纖概念是一樣的。 這個只是博主的一家之言，有些地方不盡完善，只是表達自己對電磁場的理解，歡迎高人指正。 |
