50 Tahun Gentian Optik: Ciptaan Gentian Kehilangan Rendah

Dec 19, 2023

Tinggalkan pesanan

info-604-420


Pada tahun 1970, dunia berada di ambang letupan data dan komunikasi.
Ciptaan baru mula mewujudkan keperluan untuk menghantar data pada jarak yang jauh. Pada musim luruh tahun 1969, Jabatan Pertahanan AS membangunkan ARPAnet, pendahulu kepada Internet yang pertama kali menghubungkan Pentagon dan makmal universiti. Syarikat seperti Peralatan Digital sedang sibuk membuat mikrokomputer pertama bersaiz peti sejuk, yang lebih kecil dan lebih murah daripada kerangka utama saiz bilik, bermakna lebih banyak syarikat boleh menjalankan perniagaan mereka melalui data. ATM pertama adalah primitif. Untuk menyokong keupayaan mesin membaca, plat arahan kertas diisi dengan unsur radioaktif sedikit dan diperlukan untuk menghantar maklumat perbankan pelanggan melalui Internet. Setahun kemudian, seorang pengaturcara komputer bernama Ray Tomlinson menghantar E-mel pertama di dunia dan mula menggunakan simbol @ untuk memisahkan nama dan alamat.
Perniagaan global juga mula perlu bercakap antara satu sama lain, tetapi talian telefon tembaga boleh membawa hanya bilangan panggilan yang terhad. Kualiti bunyi adalah lemah kerana wayar tidak membawa maklumat yang mencukupi untuk mencipta semula suara seseorang. Permintaan telah melampaui bekalan sehinggakan panggilan antarabangsa pada satu ketika menelan kos sebanyak $4 seminit (bersamaan dengan $27 pada 2020) atau lebih.
Terdapat keperluan yang semakin meningkat untuk menghantar sejumlah besar data dan perbualan dalam jarak jauh dengan kos yang rendah. Untuk memenuhi keperluan ini, satu teori yang munasabah mendapat perhatian para penyelidik, dibantu oleh Charles, kemudian seorang ahli fizik di Makmal Telekomunikasi Standard Britain.
Istilah "gentian optik" muncul pada tahun 1960-an. Tetapi istilah ini pada asalnya digunakan untuk menggambarkan penguat optik dalam tiub sinar katod (digunakan untuk menonton televisyen), litar komputer, dan peranti perubatan. Teknik ini hanya berfungsi pada jarak pendek. Apabila jaraknya mencapai kira-kira 20 meter (kira-kira 65 kaki), isyarat hampir hilang sepenuhnya.
Kao adalah orang pertama yang mencadangkan bahawa dunia mungkin disambungkan dalam bentuk cahaya, dimediasi oleh gentian optik. Dalam makalah mani yang diterbitkan pada tahun 1966, Dr. Kao menulis bahawa gentian optik secara teorinya boleh jauh lebih baik daripada wayar tembaga atau isyarat radio. Cabarannya ialah kekotoran dalam kaca, yang juga menyebabkan apa yang dipanggil oleh saintis sebagai "pelemahan" isyarat. Para saintis telah berjaya menemui "gentian optik kehilangan rendah," kaca yang boleh menghantar cahaya pada jarak jauh tanpa kehilangan cahaya yang ketara. Hipotesis Kao ialah dengan membersihkan kaca, berkas gentian nipis akan dapat menghantar sejumlah besar data pada jarak jauh dengan kehilangan isyarat yang minimum.
Tetapi tiada siapa yang tahu cara membuat serat yang disucikan. Pejabat Pos British, yang bertanggungjawab untuk sistem telefon British, meminta bantuan Corning dalam mencari jenis kabel berkapasiti tinggi yang baharu. Corning melantik ahli fizik Robert Maurer untuk mengetuai dua penyelidik muda baharu: ahli fizik eksperimen Donald Keck dan ahli kimia kaca Peter Schultz untuk mengusahakan projek itu.
Laluan ke arah inovasi, bagaimanapun, pasti akan mengelakkan kekecewaan daripada banyak percubaan yang gagal. Pada masa ini, saintis telah mencuba pelbagai kombinasi kaca dan eksperimen berdasarkan saiz reka bentuk dan kaedah pengeluaran yang berbeza untuk mencipta dan membersihkan komponen kaca yang diperlukan untuk eksperimen. Salah satu cabaran adalah untuk menggabungkan dua jenis kaca menjadi satu gentian. Dalam setiap ujian, juruteknik menarik gentian dari blok kaca yang diletakkan bersebelahan dalam relau, kemudian melekatkan gentian itu ke yang lain untuk membuat gentian tunggal.
Pada petang Jumaat pada Ogos 1970, Keck sedang bersiap sedia untuk meletakkan prototaip gentian optik baharu yang baru dibangunkan oleh pasukan itu ke dalam peranti untuk ujian. Walaupun dia tidak sabar untuk memulakan hujung minggu, Keck ingin mencuba keputusan terkini sebelum pulang. Dia bersandar di atas mikroskop dan terpegun dengan cahaya terang. "Ia adalah pemandangan paling indah yang pernah saya lihat, " kata Keck kemudiannya. Kehilangan cahaya diukur dalam desibel, dan teori Dr. Kao hanya berfungsi jika kapasiti pembawa cahaya kaca menunjukkan kehilangan kurang daripada 20 desibel. Nadi cahaya yang melalui gentian baharu adalah antara 16 dan 17 desibel. Keck berkata dia merasakan semangat Edison pada hari itu di makmalnya dan menulis "Wow!" dalam buku nota. .
Seperti yang diterangkan dalam permohonan paten, "fiber panduan cahaya" ialahgentian optikyang boleh membawa 65,000 kali lebih banyak maklumat daripada wayar kuprum. Empat tahun kemudian, detik "Wow" itu pada musim panas 1970 telah dikekalkan oleh Paten AS No. 3711,262.
Sudah sembilan tahun sejak Corning mula menghasilkan gentian optik secara besar-besaran. Syarikat mengambil masa beberapa tahun lagi untuk mula menggunakan kabel gentian optik dasar laut, yang akan menghubungkan benua dan menyediakan cara kos rendah untuk orang ramai berkomunikasi. Namun petang Ogos pada tahun 1970 itu sentiasa menandakan permulaan revolusi komunikasi yang akhirnya akan membantu membentuk semula dunia.

Hantar pertanyaan