50 година оптичких влакана: проналазак влакана са малим губицима

Dec 19, 2023

Остави поруку

info-604-420


Године 1970. свет је био на ивици експлозије података и комуникација.
Нови проналасци почели су да стварају потребу за преносом података на велике удаљености. У јесен 1969. Министарство одбране САД развило је АРПАнет, претечу Интернета који је први повезао Пентагон и универзитетске лабораторије. Компаније као што је Дигитал Екуипмент биле су заузете прављењем првих микрорачунара величине фрижидера, који су били мањи и јефтинији од мејнфрејмова величине собе, што значи да је више компанија могло да води своје пословање преко података. Први банкомати су били примитивни. Да би се подржала способност машине за читање, папирне таблице са упутствима биле су испуњене благо радиоактивним елементима и захтевале су да се клијентима шаљу банкарске информације преко Интернета. Годину дана касније, компјутерски програмер по имену Реј Томлинсон послао је прву е-пошту на свету и почео да користи симбол @ за раздвајање имена и адреса.
Глобалне компаније су такође морале да разговарају једна са другом, али бакарне телефонске линије су могле да преносе само ограничен број позива. Квалитет звука је слаб јер жице не носе довољно информација да би се поново створио нечији глас. Потражња је толико надмашила понуду да међународни позиви у једном тренутку коштају чак 4 долара по минути (еквивалентно 27 долара у 2020.) или више.
Постоји растућа потреба за преносом великих количина података и разговора на велике удаљености уз ниске трошкове. Да би се испунила ова потреба, истраживачима је припала уверљива теорија, уз помоћ Чарлса, тада физичара у Британској лабораторији за стандардне телекомуникације.
Термин "оптичко влакно" појавио се 1960-их. Али термин је првобитно коришћен за описивање оптичких појачала у катодним цевима (који се користе за гледање телевизије), компјутерских кола и медицинских уређаја. Техника ради само на кратким удаљеностима. Када раздаљина достигне око 20 метара (око 65 стопа), сигнал скоро потпуно нестаје.
Као је први сугерисао да би свет могао бити повезан у облику светлости, посредованом оптичким влакнима. У значајном раду објављеном 1966. др Као је написао да би оптичка влакна теоретски могла бити далеко супериорнија од бакарних жица или радио сигнала. Изазов су нечистоће у стаклу, које такође узрокују оно што научници називају "слабљење" сигнала. Научници су успели да пронађу "оптичко влакно са малим губицима," стакло које може да преноси светлост на велике удаљености без значајног губитка светлости. Каоова хипотеза је била да би чишћењем стакла танки снопови влакана могли да преносе велике количине података на велике удаљености уз минималан губитак сигнала.
Али нико није знао како да направи тако пречишћено влакно. Британска пошта, која је била одговорна за британски телефонски систем, обратила се Корнингу за помоћ у проналажењу новог типа кабла великог капацитета. Цорнинг је именовао физичара Роберта Маурера да предводи два нова млада истраживача: експерименталног физичара Доналда Кека и хемичара стакла Петера Сцхултза да раде на пројекту.
Пут ка иновацијама, међутим, мора да избегне фрустрацију бројних неуспешних експеримената. Током овог времена, научници су испробали бројне комбинације стакла и експерименте засноване на различитим величинама дизајна и производним методама како би створили и пречистили стаклене компоненте потребне за експерименте. Један од изазова је био да се комбинују две врсте стакла у једно влакно. У сваком тесту, техничари су извлачили влакно из стакленог блока постављеног један поред другог у пећи, а затим су причврстили влакно на друго да би направили једно влакно.
У петак увече у августу 1970. Кек се спремао да стави новоразвијени прототип новог оптичког влакна у уређај за тестирање. Иако једва чека да почне викенд, Кек жели да испроба најновије резултате пре него што оде кући. Нагнуо се над микроскоп и био запањен јаком светлошћу. „То је био највеличанственији призор који сам икада видео“, касније је описао Кек. Губитак светлости се мери у децибелима, а теорија др Каоа функционише само ако капацитет стакла за ношење светлости показује губитак мањи од 20 децибела. Пулс светлости који пролази кроз ново влакно је између 16 и 17 децибела. Кек је рекао да је тог дана осетио Едисонов дух у својој лабораторији и написао "Вау!" у свеску. .
Као што је описано у патентној пријави, "светловодно влакно" јеоптичко влакнокоја може да пренесе 65,000 пута више информација од бакарне жице. Четири године касније, тај "вау" тренутак у лето 1970. је овековечен америчким патентом бр. 3711,262.
Прошло је девет година откако је Цорнинг почео масовну производњу оптичких влакана. Требало је још неколико година да компаније почну да користе подморске каблове са оптичким влакнима, који би повезивали континенте и обезбедили јефтин начин за комуникацију људи. Ипак, то августовско поподне 1970. увек је означавало почетак комуникацијске револуције која ће на крају помоћи да се преобликује свет.

Pošalji upit