50 Tahun Optik Serat: Penemuan Serat Berat Rendah

Nov 06, 2020

Tinggalkan pesanan

Pada tahun 1970, dunia berada di ambang ledakan data dan komunikasi.


Penemuan baru mula mewujudkan keperluan untuk menghantar data dalam jarak jauh. Pada musim gugur 1969, Jabatan Pertahanan AS mengembangkan ARPAnet, pendahulu Internet yang pertama kali menghubungkan Pentagon dan makmal universiti. Syarikat seperti Digital Equipment sibuk membuat komputer mikro bersaiz peti sejuk pertama, yang lebih kecil dan lebih murah daripada kerangka utama ukuran bilik, yang bermaksud bahawa lebih banyak syarikat dapat menjalankan perniagaan mereka melalui data. ATM pertama adalah primitif. Untuk menyokong kemampuan mesin&# 39 untuk membaca, plat arahan kertas diisi dengan unsur-unsur sedikit radioaktif dan diperlukan untuk menghantar pelanggan' maklumat perbankan melalui Internet. Setahun kemudian, seorang pengaturcara komputer bernama Ray Tomlinson mengirim E-mel pertama&# 39 di dunia dan mula menggunakan simbol @ untuk memisahkan nama dan alamat.


Perniagaan global juga mulai saling berbicara antara satu sama lain, tetapi talian telefon tembaga hanya dapat melakukan panggilan yang terhad. Kualiti suara lemah kerana wayar tidak membawa maklumat yang mencukupi untuk mencipta semula suara&# 39. Permintaan telah melebihi penawaran sehingga panggilan antarabangsa pada satu titik berharga sebanyak $ 4 seminit (bersamaan dengan $ 27 pada tahun 2020) atau lebih.


Terdapat keperluan untuk menghantar sejumlah besar data dan perbualan dalam jarak jauh dengan kos rendah. Untuk memenuhi keperluan ini, teori yang masuk akal menjadi perhatian para penyelidik, yang dibantu oleh Charles, yang ketika itu merupakan ahli fizik di Laboratorium Telekomunikasi Standard' Britain.


Istilah" gentian optik" mula dilihat pada tahun 1960-an. Tetapi istilah ini pada awalnya digunakan untuk menggambarkan penguat optik dalam tiub sinar katod (digunakan untuk menonton televisyen), litar komputer, dan alat perubatan. Teknik ini hanya berfungsi dalam jarak dekat. Apabila jaraknya mencapai kira-kira 20 meter (kira-kira 65 kaki), isyarat hampir hilang sepenuhnya.


Kao adalah orang pertama yang menyatakan bahawa dunia mungkin terhubung dalam bentuk cahaya, dimediasi oleh gentian optik. Dalam makalah seminal yang diterbitkan pada tahun 1966, Dr. Kao menulis bahawa serat optik secara teorinya jauh lebih tinggi daripada wayar tembaga atau isyarat radio. Cabarannya adalah kekotoran di dalam gelas, yang juga menyebabkan apa yang para saintis sebut sebagai GG; isyarat. Para saintis berjaya menemui sebutir GG; serat optik kehilangan rendah," gelas yang dapat memancarkan cahaya dari jarak jauh tanpa kehilangan cahaya yang cukup besar. Hipotesis Kao&# 39 adalah bahawa dengan membersihkan gelas, bundel gentian nipis dapat mengirimkan sejumlah besar data pada jarak jauh dengan kehilangan isyarat minimum.


Tetapi tidak ada yang tahu bagaimana membuat serat yang disucikan. Pejabat Pos Inggeris, yang bertanggungjawab untuk sistem telefon Inggeris, beralih ke Corning untuk mendapatkan bantuan dalam mencari jenis kabel berkapasiti tinggi yang baru. Corning melantik ahli fizik Robert Maurer untuk memimpin dua penyelidik muda baru: ahli fizik eksperimen Donald Keck dan ahli kimia kaca, Peter Schultz untuk mengerjakan projek ini.


Akan tetapi, jalan menuju inovasi pasti dapat mengelakkan kekecewaan dari banyak eksperimen yang gagal. Selama ini, saintis telah mencuba pelbagai kombinasi dan eksperimen kaca berdasarkan ukuran reka bentuk dan kaedah pengeluaran yang berbeza untuk membuat dan membersihkan komponen kaca yang diperlukan untuk eksperimen. Salah satu cabarannya adalah menggabungkan dua jenis gelas menjadi satu serat. Dalam setiap ujian, juruteknik menarik serat dari blok kaca yang diletakkan bersebelahan di dalam tungku, kemudian melekatkan serat itu ke yang lain untuk membuat satu serat.


Pada petang Jumaat pada bulan Ogos 1970, Keck bersiap-siap untuk memasukkan prototaip&# 39 yang baru dibangunkan dari serat optik baru ke dalam peranti untuk diuji. Walaupun dia tidak sabar untuk memulakan hujung minggu, Keck ingin mencuba hasil terkini sebelum pulang. Dia menyandarkan mikroskop dan terpana dengan cahaya yang terang." Itu adalah pemandangan paling mengagumkan yang pernah saya lihat," Keck kemudian menerangkan. Kehilangan cahaya diukur dalam desibel, dan teori Dr. Kao&# 39 hanya berfungsi jika kapasiti membawa cahaya&# 39 menunjukkan kehilangan kurang dari 20 desibel. Denyutan cahaya yang melewati serat baru adalah antara 16 dan 17 desibel. Keck mengatakan bahawa dia merasakan semangat Edison&# 39 pada hari itu di makmalnya dan menulis" Wow!" dalam buku nota.


Seperti yang dijelaskan dalam permohonan paten," serat panduan cahaya" adalah serat optik yang dapat membawa maklumat 65,000 kali lebih banyak daripada wayar tembaga. Empat tahun kemudian,&itu; Wow" detik pada musim panas tahun 1970 diabadikan oleh Paten AS No. 3711,262.


Sudah 9 tahun sejak Corning mula menghasilkan serat optik secara besar-besaran. Memerlukan beberapa tahun lagi untuk syarikat mula menggunakan kabel serat optik bawah laut, yang akan menghubungkan benua dan menyediakan cara yang murah untuk orang berkomunikasi. Namun pada petang Ogos pada tahun 1970 selalu menandakan permulaan revolusi komunikasi yang akhirnya akan membantu membentuk semula dunia.


Hantar pertanyaan