科普-中华学生百科全书-第319章
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多到成千上万路。从绝对数字来看，已经不算少了；但如果从发展眼光看，
还是远远不够的。随着物质文明的进步，人们相互间的通讯需求，必然日趋
增多；而且，现在人们已经不满足于听声音，更希望能在电视屏幕上见面。
这就要求通讯传输线路的容量比现在的多上几万乃至几十万倍。不过，要增
加线路的容量，非要从更高频段中发展不可。目前看来，适合于通讯的更高
频段要数光频了，它比微波高几万倍以上。理论上算起来一条光路可通电话
几十亿路，电视几十万路。所以人们又想到了光通讯。
普通光源发出来的光，频率很杂，不能用来作大容量通讯；只有频率极
纯的激光才能担当这一重任。
激光出现的第二年，科学家就用它在大气中做光通讯的试验。结果并不
理想，因为激光受风、雨、雾、雪等气候条件的影响，看来只能作短距离通
讯之用，但是，却发现它具有两大突出的优点：保密性好、不受外界杂电波
的干扰。
国外有一种名叫“激光通”的最新通讯设备。它的信息传递方式是十分
神奇的：漆黑的夜晚，一架飞机在空中寻找目标。当它飞近一座圆顶建筑物
时，突然从圆顶上射出一束激光，它立即向下发出一束绿色激光。上下两束
激光相遇重合后，整条光束收缩成一条极细的光线。飞机和建筑物之间就通
过这条激光线路传送信息。传送速度之快是惊人的。它可以在 1 秒钟之内传
送大致相当于一部大英百科全书的信息容量。要知道一部最新版的 16 开精装
大英百科全书共 30 册，约 4200 多万字，堆在桌上足有 1 米多高呢！
更有前途的是半导体激光光学纤维通讯，也称光纤通讯。激光在光纤中
传播可以避免受大气影响。和通讯电缆相比，光纤细、轻，价格低而效率高；
加上半导体激光器体积小，耗电省，很适于通讯用。现在还在研究把激光器
和通讯系统像集成电路那样制作在一小片光学玻璃上，成为光路。这一项研
究成功后，未来的通讯设备就更小巧实用了。
目前，光纤通讯发展很快。1983 年，美国电话电报公司为美国的商业系
统安装了 2．4 万公里的光缆。正在用光缆铺设两条超级通讯线路，把东海岸
和西海岸的城市连接入市内电话网使用了 3 年多。
最有趣的要算日本在大阪附近筹建的世界上第一座光纤化通讯实验“城
市”。“城市”中只用 3 条干线光缆和 14 条配线光缆，就把全“市” 300
户用户和现代文明联系起来了。这里“通讯”的涵义是现代化的，内容十分
广泛。
“市民”通过家里的电视机荧光屏，可以读书、看报，了解天气好坏，
查飞机、火车时刻表，还可以查阅科技文献。“市民”可以通过荧光屏和商
店营业员对话，从屏上一一出现的商品中选择出自己想要的商品，再告诉营
业员，请商店把货物送上门来。“市民”还可以随意点播好电视节目，到约
定的时间，点播好的节目就会自动出现在电视机荧光屏上。“市民”们各家
看各家的节目，甚至一家人各看各的节目，互不相扰。
这一“城市”里的电视教学也是新型的：不仅老师和学生能看到对方的
动作和表情，听到对方的声音，而且学生之间也能相互交流。学生虽然在家
里听课，但与在学校里读书并无两样。
总之，在这座“城市”里，几乎一切生活事务都可以通过配有计算机的
光纤通讯系统解决。
已经谈了很多关于激光顺风耳的事，现在我们该回答“谁是这辛勤的搬
运工”了。回答当然是激光。但是，为什么把激光称为“搬运工”呢？它怎
样才把消息从一地传到另一地呢？
光通讯和电波的道理是相似的。无线电广播中，人的声音通过话筒变为
相应变化的电信号，频率约为 100 赫兹到 8000 赫兹，称为声频信号。电波的
频率比人耳听得见的声音频率要高得多。比如某一电台的广播频率是 792 千
周，即 792000 赫兹。这么高的频率，又是不加声频信号的等幅电波，人是无
法感觉到的。我们通过一种调制电路，使 792000 赫兹电波的波动幅度随着声
频信号传出去，传到你的收音机里，收音机的检波电路把声频信号检出来，
并通过喇叭变为声音，放大后，传到你的耳朵里。所以，电波确实是“搬运
工”，技术上称为“载波”。载波可以用中波、长波或短波以不同频率在空
中传播。
同一时间里，要播送两套节目，一套音乐，另一套是新闻，就要用两种
不同频率的载波。比如上海人民广播电台用 792 千周、990 千周、和 1197 千
周等 6 个频率播送 6 种节目。如果这些节目合在一起用同一频率播音，那么，
6 种不同的声音便夹杂在一起，彼此干扰，谁也听不清。即使是频率不同的
载波，如果用的频率相差太小，相互串音，也还是听不清。根据理论计算和
实际经验，邻近的两种载波，它们的频率至少要相差 20 千周设一个广播电
台，整个中波波段从 540 千周到 1650 千周这个频率范围内也只能设 56 个广
播电台。这个数量，对现代化的广播事业来说是太少了，对现代化通讯就更
显得不够。因此科学家发展了短波波段。短波的频率，范围比中波波段要宽
广得多，可以容纳较多的电台，用于通讯可以达到几千路。
在激光通讯中，先把音频信号载到不同频率的电波上，再把“携带”不
同音频信号的电波经过一种叫电光调制器的元件，载到光波上。光波传送出
去被接收后，人们像从卡车上卸下货一样，先把电波“卸下”、分开，再从
各个载波电波上把声音信号取出来，复原为声音。因为光的频率高，频段广
阔，可以容纳亿万条互不干扰的通讯“道路”。
从激光电视唱片到光盘
1877 年，留声机出现了，这是伟大的发明家爱迪生的一项杰作。爱迪生
发明的机器，经过不断的改进才成为电唱机。
电唱机的主要部分是由马达带动作匀速旋转的唱片和拾音、放音器。放
音的时候，要用拾音器把存在唱片中的声音取出来。唱片上的纹道很粗，肉
眼也能看清楚，一张唱片上记录的信息比较少。
人们对文化生活的要求是越来越高的，有了收音机还不满足，想把自己
喜爱的节目保留下来，随时可以听，所以使电唱机、录音机得到了发展。同
样，人们有了电视机也不满足，还想把自己喜爱的节目，或者某些“镜头”
保留下来，随时可以观看，这就使录像技术得到了发展。
随着激光技术的发展，科学家研究出一种特殊的录像技术，把图像和声
音记录在一种特殊的唱片里。把唱片放在专用的放像机里，就可以在配套的
电视机屏幕上看到彩色的画面，同时伴有立体声的音响。声音之悦耳、图像
之清晰、色彩之逼真，胜过一般彩色电视机播放的节目。用这种放像机最大
的好处是可以随自己的爱好，选择不同内容的唱片，看得高兴，可以一遍又
一遍地反复看，不像收看电视台播放的节目那样，受时间、地点的限制。
这种特殊的唱片叫电视唱片。由于录放都要靠激光来帮忙，又叫激光电
视唱片。它是本世纪 70 年代的新发明。
激光能量密度高，方向集中，可以在很硬的材料下打出小孔，这种孔只
有人体内红血球的几分之一那么大，肉眼看都看不到，电视唱片的录制技术
就利用了激光这种特性。
那么打孔和记录图像有什么关系？
仔细看看报纸上印的新闻照片，可以发现它们是由无数个深浅不同的黑
色小点组成的。点子越小，图像就越清晰，电视图像也是由无数小点组成的，
一幅图像约含几十万个像点。为了使图像动起来，每秒钟要变 20 几幅，再加
色彩、声音，需要记录千千万万个信号。所以，唱片上的纹道只有 0．4 微米
宽，纹道之间的间隔只有 1．7 微米，大约是头发丝的四十分之一。每一纹道
上还要打成许多长短不等的凹痕，要观察它还必须借助显微镜。这样细致的
刻痕，只有靠激光来帮忙才行。
录制电视唱片，要用功率大的蓝绿激光，把光束聚集成不到 1 微米的小
点，唱针是无法做到这样细微的。刻制的过程和录制声唱片相似，在唱盘母
版上，按各种声音、图像信号的要求，打出一圈一圈刻痕，每段刻痕长短不
一，大致在 1 微米左右。唱盘母版是一张玻璃圆板，上面镀了一层金属熔化
的材料，一般是碲。因为刻痕太细微，玻璃圆板要做得十分光洁，上面的膜
层耍十分均匀，制作母版是件很细致的工作。
母版录刻好以后，就可以像做声唱片一样，用压制的方法大量复制。这
种复制也要使用非常精细的工艺、技术。先翻印出一块有一定硬度的金属版
来，这是一块刻痕凸出的凸板。再用流动性及致密性好的塑料，加热后压在
这块凸板上，制成与母版一样的电视唱片。母版和唱片的制作必须在超净化、
无尘埃的工作室中进行，因为即使有一粒灰尘掉到唱片上也会影响唱片的质
量。实际制作要比这里描述的更复杂得多，要用自动化的设备来进行。制成
的电视唱片，肉眼根本看不到什么纹道和刻痕，透过它表面涂敷的薄薄一层
塑料保护膜，看到的是宝石般的光芒，绚丽异常。
声唱片放送时，靠唱针沿着纹道“读”出来，“读”出的信号送入放音
器变为声音。电视唱片上的纹道和刻痕又细又小，像唱针尖这样的面积上就
有千百个刻痕；显然，唱针是无法“读”出的，必须用激光来帮忙。激光能
聚集成一个小于 1 微米的小点，把它聚在电视唱片的表面上，焦点处在完好
的金属膜上或处在刻痕上，反射光大不一样。随着唱片的转动，反射光逐点
变化，这种光强的变化经过一个光电二极管，就变为电信号，再送到彩色电
视机里，形成彩色图像在屏幕上映现出来。
在唱片录制和放送时，有一个重要的技术问题：唱片要转得十分平稳，
光点不能串行，要始终聚集在唱片面上。由于唱片上点与点之间的距离，道
与道之间的距离都是微米级的，激光焦点又不能差分毫，上述要求几乎像骆
驼穿针眼一样难。比如唱盘的转动，每秒钟 25 转～30 转，每一转之间的误
差应小于百万分之一秒，跟踪纹道的精度要达到 0．15 微米。这样的要求，只
有借助于一套光电跟踪自动控制系统才能达到。
小小一张电视唱片集中了许多现代技术的新成就。人们花了许多力气去
研究它、发展它，使它具有很多特点。
一张直径 30 厘米的电视唱片，可以播放一小时的电视节目，而且可以做
出许多特技镜头：看！一只毛茸茸的小鸡，慢慢地从蛋壳中钻了出来；可是，
只要按一下按钮，就能使这个镜头倒过来——小鸡慢慢地退到蛋壳里，蛋壳
复原成完整的鸡蛋。一只乌龟在缓缓地爬，看得人都觉得累，按一下另一个
按钮，它就奔起来了，速度比兔子还快。一枚火箭从发射架飞快地冲向蓝天，
快得你来不及眨眼，再按一下
