50 év száloptika: Az alacsony veszteségű rost feltalálása

Nov 06, 2020

Hagyjon üzenetet

1970-ben a világ adat- és kommunikációs robbanás szélén állt.


Az új találmányok szükségessé tették az adatok nagy távolságokra történő továbbítását. 1969 őszén az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma kifejlesztette az ARPAnet-et, az internet előfutárát, amely először összekapcsolta a Pentagon és az egyetemi laboratóriumokat. Az olyan vállalatok, mint a Digital Equipment, az első hűtőszekrény méretű mikrokomputerek gyártásával voltak elfoglalva, amelyek kisebbek és olcsóbbak voltak, mint a szoba méretű nagygépek, ami azt jelenti, hogy több vállalat működtethette vállalkozását az adatok segítségével. Az első ATM-ek primitívek voltak. A gép&# 39 olvasási képességének támogatása érdekében a papírtáblákat enyhén radioaktív elemekkel töltötték meg, és el kellett küldeniük az ügyfeleknek a' banki információk az interneten keresztül. Egy évvel később egy Ray Tomlinson nevű programozó elküldte a világ első&# 39 e-mailjét, és a @ szimbólummal kezdte el elkülöníteni a neveket és címeket.


A globális vállalkozásoknak is elkezdett beszélni egymással, de a réz telefonvonalak csak korlátozott számú hívást tudtak továbbítani. A hang minősége gyenge, mert a vezetékek nem hordoznak elegendő információt ahhoz, hogy újból létrehozzák az ember hangját. A kereslet annyira meghaladja a kínálatot, hogy a nemzetközi hívások egy ponton akár 4 dollárba is kerülnek percenként (ami 2020-ban 27 dollárnak felel meg) vagy több.


Egyre nagyobb az igény arra, hogy nagy mennyiségű adatot és beszélgetést küldjenek nagy távolságokon, alacsony költséggel. Ennek az igénynek a kielégítésére egy elfogadható elmélet került a kutatók figyelmébe, Charles, majd a brit' s Standard Telekommunikációs Laboratóriumának fizikusa segítségével.


GG kifejezés: optikai szál&kifejezés; az 1960-as években került kilátásba. De a kifejezést eredetileg a katódsugárcsövekben (tévézésre használt), számítógépes áramkörökben és orvosi eszközökben használt optikai erősítők leírására használták. A technika csak rövid távolságokon működik. Amikor a távolság eléri a 20 métert (kb. 65 láb), a jel szinte teljesen eltűnik.


Kao volt az első, aki azt sugallta, hogy a világ összekapcsolódhat fény formájában, amelyet optikai szálak közvetítenek. Az 1966-ban megjelent tanulmányban Dr. Kao azt írta, hogy az optikai szálak elméletileg jóval magasabbak lehetnek a rézhuzaloknál vagy a rádiójeleknél. A kihívás a pohárban lévő szennyeződések, amelyek szintén a tudósok által GG-nek hívottakat; jelek. A tudósoknak sikerült megtalálniuk a GG-t, az alacsony veszteségű optikai szálat, a GG-t; egy üveg, amely érzékelhető fényvesztés nélkül képes nagy távolságokon átadni a fényt. Kao&# 39 hipotézise az volt, hogy az üveg tisztításával a vékony szálkötegek nagy mennyiségű adatot képesek nagy távolságokon, minimális jelveszteséggel továbbítani.


De senki sem tudta, hogyan készítsen ilyen tisztított szálat. A brit telefonrendszerért felelős brit postahivatal Corninghoz fordult, hogy segítséget nyújtson egy új típusú nagy kapacitású kábel megtalálásában. Corning Robert Maurer fizikust nevezte ki két új fiatal kutató vezetésére: Donald Keck kísérleti fizikust és Peter Schultz üvegvegyészt a projekt munkájára.


Az innovációhoz vezető út azonban elkerülheti számos sikertelen kísérlet frusztrációját. Ez alatt az idő alatt a tudósok számos üvegkombinációt és kísérletet kipróbáltak különböző tervezési méreteken és gyártási módszereken alapulva, hogy létrehozzák és megtisztítsák a kísérletekhez szükséges üvegkomponenseket. Az egyik kihívás az volt, hogy a két üvegfajtát egyetlen szálba egyesítsék. Az egyes tesztek során a szakemberek egy szálat húztak ki egy kemencében egymás mellé helyezett üvegtömbből, majd a szálat a másikhoz rögzítve egyetlen szálat készítettek.


1970 augusztusának péntekén este Keck arra készült, hogy tesztelés céljából a készülékbe helyezze a&# 39 új optikai szálának prototípusát. Bár nem tudja megvárni a hétvége kezdetét, Keck ki akarja próbálni a legfrissebb eredményeket, mielőtt hazamenne. Lehajolt a mikroszkóp fölött, és erős fény döbbent rá." Ez volt a legpompásabb látvány, amit valaha láttam," Keck később leírta. A fényveszteséget decibelben mérik, és Dr. Kao' elmélete csak akkor működik, ha az üveg&# 39 fényhordozó képessége kevesebb, mint 20 decibel veszteséget mutat. Az új szálon áthaladó fényimpulzus 16 és 17 decibel között van. Keck elmondta, hogy laborjában érezte aznapi Edison&# 39 szellemét, és azt írta GG: Wow!" egy füzetbe.


Amint azt a szabadalmi bejelentés leírja, egy&"könnyű vezető szál GG"; olyan optikai szál, amely 65 000-szer több információt képes hordozni, mint a rézhuzal. Négy évvel később ez a GG; Wow" 1970 nyarán a pillanatot örökítette meg a 3711 262 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom.


Kilenc éve, hogy a Corning megkezdte a száloptika tömeggyártását. Még több évbe telt, mire a vállalatok elkezdték használni a tenger alatti száloptikai kábeleket, amelyek összekötnék a kontinenseket, és olcsó kommunikációs lehetőséget biztosítanának az emberek számára. Mégis, 1970 augusztusának délutánja mindig egy kommunikációs forradalom kezdetét jelentette, amely végül segíteni fog a világ átalakításában.


A szálláslekérdezés elküldése