將發(fā)送方的聲音轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，傳輸之后，先由接收方還原為電信號(hào)，再將電信號(hào)還原為聲音的通話稱為光電話。光電話，光通信的出現(xiàn)比無(wú)線電通信還早。也就是說(shuō)，光電信號(hào)的模式是聲一光一電一聲。
光電話的發(fā)明與起源
在1880年，貝爾余興未盡，又發(fā)明了一個(gè)“光電話”。也就是用光“背著”聲音“跑”。
貝爾用弧光燈或者太陽(yáng)光作為光源，光束通過(guò)透鏡聚焦在話筒的震動(dòng)片上。當(dāng)人對(duì)著話筒講話時(shí)，震動(dòng)片隨著話音震動(dòng)而使反射光的強(qiáng)弱隨著話音的強(qiáng)弱作相應(yīng)的變化，從而使話音信息“承載”在光波上（這個(gè)過(guò)程叫調(diào)制）。在接收端，裝有一個(gè)拋物面接收鏡，它把經(jīng)過(guò)大氣傳送過(guò)來(lái)的載有話音信息的光波反射到硅光電池上，硅光電池將光能轉(zhuǎn)換成電流（這個(gè)過(guò)程叫解調(diào)）。電流送到聽(tīng)筒，就可以聽(tīng)到從發(fā)送端送過(guò)來(lái)的聲音了。
顯然，“光電話”與“電話”的基本思想很近似。只不過(guò)，“電話”是直接將發(fā)送方的聲音轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳輸之后再由接收方還原為聲音；而“光電話”則將發(fā)送方的聲音轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，傳輸之后，先由接收方還原為電信號(hào)，再將電信號(hào)還原為聲音。也就是說(shuō)，光電信號(hào)的模式是聲一光一電一聲。通信的核心，也就是傳輸環(huán)節(jié)以光波作為信息載體，之所以接收端要經(jīng)過(guò)電的環(huán)節(jié)，是因?yàn)橹苯佑晒庑盘?hào)得到聲音信號(hào)有一定難度而已。
貝爾的“光電話”，實(shí)用價(jià)值并不大。因?yàn)榇娲髿庵猩探觽鬏斶@樣敏感的光信號(hào)，有效距離一般只能數(shù)百米，最多數(shù)千米。而且非常容易受天氣等因素的影響。“光電話”的研究很快便陷入近乎停頓的狀態(tài)。
盡管如此，貝爾先生的發(fā)明卻是現(xiàn)代光通信的開(kāi)端。較之以前的烽火通信科技股份有限公司、旗號(hào)，“光電話”的最大突破在于，它并非簡(jiǎn)單地傳輸原始光信號(hào)，而是在發(fā)送前將其他形式的信息(如聲音)轉(zhuǎn)換為光波，然后將光波傳輸?shù)浇邮斩耍龠€原為其他形式的信息。不過(guò)，要將這種現(xiàn)代的通信模式加以實(shí)用，在當(dāng)時(shí)還需要艱難的努力。
在1876年發(fā)明了電話之后，就想到利用光來(lái)通電話的問(wèn)題。1880年，他利用太陽(yáng)光作光源，大氣為傳輸媒質(zhì)，用晶體作為光接收器件，成功地進(jìn)行了光電話的實(shí)驗(yàn)，通話距離最遠(yuǎn)達(dá)到了213米。1881年，貝爾宣讀了一篇題為《關(guān)于利用光線進(jìn)行聲音的產(chǎn)生與復(fù)制》的論文，報(bào)導(dǎo)了他的光電話裝置。在貝爾本人看來(lái)：在他的所有發(fā)明中，光電話是最偉大的發(fā)明。
工作原理
光電話的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單。發(fā)送端有一臺(tái)弧光燈作為光源，發(fā)出的光投射到話筒的音膜上，再反射回來(lái)。在接收端有一個(gè)拋物面反射鏡，反射鏡的焦點(diǎn)上放著一一個(gè)硅光電池，能將射在它上面的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，末端是聽(tīng)筒。
當(dāng)發(fā)送方說(shuō)話的時(shí)候，聲音引起話筒的音膜振動(dòng)，這種振動(dòng)又使得音膜反射出來(lái)的光波強(qiáng)弱發(fā)生變化。這樣，音膜反射的光波信號(hào)強(qiáng)弱就包含了發(fā)送方聲音的信息。反射的光波在大氣中經(jīng)過(guò)一段距離的傳遞，被接收端的反射鏡接收并聚焦到硅光電池上。光波的變化又引起硅光電池輸出電信號(hào)的改變。這個(gè)電信號(hào)的強(qiáng)弱和變化頻率，恰能反映原先用于調(diào)制光信號(hào)的那個(gè)聲音的強(qiáng)弱及頻率。再把這個(gè)電信號(hào)送入聽(tīng)筒，就能還原成原先的聲音。
發(fā)明意義
人類很早就對(duì)信息交流充滿著幻想，這表明人類對(duì)此充滿渴望。事實(shí)上，人類很早就有原始用光傳遞信息的記載。早在幾千年前，著名的“烽火戲諸侯”的故事除了告訴大家姬宮湦的荒淫無(wú)道，同時(shí)也說(shuō)明在中國(guó)西周末期，利用烽火臺(tái)報(bào)警已經(jīng)非常普遍了。
所謂烽火臺(tái)，就是在城墻上每隔一段距離設(shè)置一個(gè)報(bào)警臺(tái)，一旦發(fā)現(xiàn)敵人，白天燃煙，夜間點(diǎn)火，利用大氣和人的眼睛傳播和接收信息。今天人們還能夠在游覽長(zhǎng)城時(shí)看到烽火臺(tái)的遺址。
烽火臺(tái)報(bào)警雖然簡(jiǎn)單，但它包括了光通信的基本要素：光源(烽火)、發(fā)送裝置(點(diǎn)火或燃煙)、接收裝置(人的眼睛)、傳播媒介(大氣)、被傳播的信息(有或無(wú)敵人)。
烽火臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，但它只能傳送簡(jiǎn)單信號(hào)，而且易受天氣影響(雨或雪)，因此只能與旗語(yǔ)、燈語(yǔ)等這樣的原始通信手段一樣，限于特定的場(chǎng)合使用，而無(wú)法進(jìn)一步發(fā)展。
同烽火通信科技股份有限公司報(bào)警一樣，光電話的傳播媒介為大氣，因此受氣候的影響非常大，雖然它晴天時(shí)通話距離可達(dá)幾千米甚至十幾千米，但若遇霧、雨、雪等天氣時(shí)，就無(wú)法完成通信，因此，光電話最終沒(méi)有得到發(fā)展，而且光電話與后來(lái)的光纖通信原理也不盡相同。但是，貝爾光電話的發(fā)明，證明用光波作為載波進(jìn)行通信是可行的。
可以說(shuō)光電話的發(fā)明為后來(lái)的光通信奠定了基礎(chǔ)。
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