Quem fez a primeira fibra óptica do mundo?

Em 1966, K.Kao, um cientista chinês que trabalha na Standard Telecommunications Laboratories Ltd. no Reino Unido, uniu forças com seu colega G.A. Hockham para publicar um artigo intitulado "Guias de ondas de superfície de fibra dielétrica para frequências ópticas".

No papel, eles afirmaram claramente que, enquanto a pureza da fibra de vidro for resolvida, a atenuação do sinal óptico na fibra de vidro pode ser reduzida. Quando a taxa de atenuação cai para 20 dB/km, essa fibra de vidro pode ser usada para comunicação prática. Mais tarde, este artigo foi considerado o trabalho fundamental da teoria da comunicação de fibra óptica. Ele abriu a porta para o fibra ótica era e mudou a direção da tecnologia de comunicação humana.

Kao fazendo experimentos

No início da publicação do artigo, não foi reconhecido pela indústria. Naquela época, ninguém acreditava na conclusão de Gao Kun. Todo mundo acredita que o "vidro sem impurezas" "previsto por Gao Kun não existe. Para provar sua teoria, Kao visitou fábricas de vidro em todo o mundo, tentando buscar cooperação. No entanto, essas fábricas rejeitaram Gao Kun. Eles não planejam realizar um estudo aprofundado porque essa pesquisa é "inútil e cara".

No final de 1966, as coisas inauguraram um ponto de virada. Um engenheiro chamado William Shaver visitou o Laboratório de Pesquisa dos Correios em Londres, Inglaterra, viu o Projeto de comunicação de fibra óptica Introduzido pelo laboratório e ficou muito interessado. A empresa para a qual a William Shaffer trabalha é a Corning Glass Works, a empresa de fabricação de vidro mais antiga dos Estados Unidos. Depois de retornar aos Estados Unidos, William Shaffer relatou sua experiência à alta gerência da empresa e sugeriu fortemente que a empresa conduzisse pesquisas de fibra óptica. A sugestão de William Shaffer foi levada a sério pela alta gerência de Corning. Logo, eles começaram silenciosamente a pesquisa e o desenvolvimento de fibras de vidro de alta pureza.

Liderando o esforço foi Bill Armistead, diretor de pesquisa e desenvolvimento da Corning. Ele recrutou o físico corporativo Robert Maurer, designou -lhe dois novos pesquisadores jovens (o químico Pete Schultz, o físico experimental Donald Keck) e, assim, formou uma equipe. 3 Equipe de Pesquisa de Pessoas.

Como líder da equipe, Robert Maurer é uma figura lendária. Nascido em 1924, ele participou da Segunda Guerra Mundial quando era jovem e ganhou a medalha de coração roxo. Após a guerra, ele voltou para a faculdade, ganhando um doutorado. em física de baixa temperatura do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e Trabalho para Corning (1952). Vale a pena mencionar que, em dezembro de 1956, ele publicou um artigo teórico sobre "Glass é um líquido congelado" no "Journal of Chemical Physics ", que foi citado pelo artigo clássico de Kao Kung, que é a cooperação mais antiga entre os dois. interseção. Depois que a equipe de três pessoas iniciou oficialmente a pesquisa, eles se viram enfrentando um enorme desafio. Naquela época, a fibra de vidro com a maior pureza tinha uma taxa de atenuação de cerca de 1000 dB/km. Desejar reduzir esse valor para 20 dB/km não é um relacionamento de 50 vezes, mas um surpreendente 10 para o 98º relacionamento de coeficiente de energia.

Da esquerda: Donald Keck, Robert Maurer, Pete Schultz

Para eles, existem duas opções iniciais viáveis: primeiro, use uma grande quantidade de vidro óptico de alta pureza. Segundo, sílica fundida (SiO2, dióxido de silício), porque o quartzo pode alcançar alta pureza. O primeiro é uma solução relativamente madura e também foi a solução escolhida pela maioria dos pares naquele momento. No entanto, Robert Maurer adotou uma abordagem diferente e escolheu a segunda opção. Ele se lembrou depois: "Se você fizer coisas de maneira diferente do que todos os outros, você tem duas vantagens. Um, poderá ter sucesso onde eles falharam. Dois, se você falhar, você coletará suas informações sem informações. "

A sílica é um material muito puro. No entanto, sua temperatura de fusão é extremamente alta, exigindo 1650 ° C. Fornos comuns simplesmente não podem atingir essas temperaturas. Após alguma investigação, Robert Maurer recrutou a ajuda de Frank Zimar, Ph.D. em química. Frank Zima já construiu um forno para os projetos de semicondutores de Corning que poderiam atingir temperaturas de 2000 ° C. Com a ajuda de Frank Zima, em 1967, o grupo de Robert Maurer puxou a primeira fibra óptica experimental de modo único baseado em sílica dopada com titânio. Após o teste, a atenuação dessa fibra ainda é alta, mas foi bastante aprimorada em comparação com antes. Isso aumentou a confiança da equipe de pesquisa.

Posteriormente, após tentativas repetidas, a equipe de pesquisa gradualmente dominou as habilidades de desenho das pré -formas de fibra óptica, bem como tecnologias -chave, como o tratamento de depósitos de fuligem. O índice de atenuação da fibra óptica que fabricou foi continuamente melhorado, aproximando -se gradualmente do valor teórico.

Em 22 de julho de 1970, a equipe de pesquisa retirou 6 fibras ópticas de 6 pré-formas dopadas com titânio com diferentes composições. Em 7 de agosto, eles testaram essas fibras. Ao testar uma fibra de 29 metros de comprimento, eles obtiveram um valor surpreendente de atenuação de 17 dB/km. É a primeira vez que a meta de tese de 20 dB/km é alcançada. O comprimento da fibra de 29 metros é curto, o que pode afetar a precisão dos resultados do teste. Para serem mais rigorosos, em 21 de agosto, eles retiraram outra fibra óptica de 210 metros e a testaram. Quando o laser de helium-neon de Donald Keck entrou no núcleo de fibra, ele ficou surpreso ao ver um flash vermelho muito brilhante. Ele percebeu que era uma reflexão de Fresnel do extremo mais distante da fibra. No momento, ele registrou o resultado do teste da taxa de atenuação de fibra óptica - 16,9 dB/km. Finalmente, eles podem respirar um suspiro de alívio. A primeira fibra óptica experimental teórica do mundo nasceu oficialmente. No final de setembro de 1970, Robert Maurer voou para Londres e anunciou os resultados da pesquisa de sua equipe na conferência "guiada com a comunicação de tronco de ondas", organizada pelo Instituto Britânico de Engenheiros Elétricos, que causou uma sensação em toda a indústria.

Nas décadas de 1980 e 1990, a tecnologia de fibra óptica aumentou rapidamente e se tornou um meio de transmissão importante nas comunicações com fio. No século XXI, as fibras ópticas substituíram completamente os cabos de metal e se tornaram a base de backbone de todo o Rede de comunicação. A quantidade de dados que podem ser transmitidos por uma única fibra óptica já foi interrompida através do nível de TB/S. Hoje, a demanda anual global por cabos ópticos excede 500 milhões de quilômetros de fibra. Essas fibras ópticas transmitem grandes quantidades de dados, apóiam o desenvolvimento de toda a sociedade e fazem grandes contribuições para o progresso da civilização humana.

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