“宽带之父”:比发丝还细的纤维,牵动着世界神经

  来源:原点阅读   2006年12月26日,中国台湾南部海域发作了7.2级的地震,虽然没有形成人员伤亡和修建物损失,但毁坏却非常严重。地震形成13条国际海底光缆受损,中国至欧洲大陆局部语音通讯和数据专线中缀,更为严重的是,互联网大面积拥堵、瘫痪,中国、日本、韩国、新加坡成为重灾区。   这件事通知我们,现古人类曾经离不开信息,而信息离不开海底光缆。在不声不响中,这些比头发丝还细的石英玻璃光导纤维影响着亿万人的生活,它们的疏通牵动着全世界人的神经!   提到光缆,不能不提起一位华裔迷信家,他就是高锟。   高锟   1933年高锟出生于上海,童年时分的他迷上了化学,他家的三楼就是他的实验室。他自制的东西五花八门,有灭火筒、烟花、爆竹、晒相纸,甚至试做过炸药。他用红磷粉混合氯酸钾,与泥拌和搓成弹丸,他把风干后的弹丸扔下三楼,后果爆炸了,幸亏没有伤着人。后来,他又迷上了无线电,本人组装了六七个真空管的收音机。这些阅历,一点点地开启了高锟迷信智慧的潜能。   考入香港大学当前,由于事先的香港大学没有他想要学的电机工程专业,只恶化到了伦敦大学。1963年,在伦敦大学博士研讨生还没有毕业时,高锟就参加英国哈罗电信规范实验室任务。他先后辗转在4个部门里任务,从实际到理论积聚了丰厚的经历,后来被指定为电子光学研讨组的担任人。   高锟在实验室(60年代)   1964年12月是高锟进入成功路途的关键时辰,他接收了这个实验室的光学通讯项目。多年来,这个研讨组的后任指导不断热衷于薄膜波导通讯,但高锟却独具慧眼。自从激光问世之后,这种能长间隔传输的特殊光就惹起了他的留意,他认识到应用激光停止光纤通讯更具有开展前景,于是保持了曾经停止了多年的项目,决然开启光纤通讯研讨。此举意味着重整旗鼓,一切从头做起,不只要从实际上论证光导纤维通讯的能够性,还要由于激光在空气中传输信号的动摇极大,先处理传输激光信号的介质难题。   1965年,在取得伦敦大学电机工程专业博士学位后,高锟立即全身心肠投入到这项研讨中。   1966年1月,他向英国电气工程师学会(IEE)递交请求报告,提出了他的大胆想象,并从实际上讨论了光导纤维完成古代通讯的能够性及开展前景。   1966年7月7日高锟与英国电气工程师乔治·哈可汗(George Hockham)以“光频率的介质纤维外表波导”为题,联名写出论文,投寄到英国《电气工程师学会停顿》杂志上。这篇论文初次从实际上论证了应用玻璃纤维完成光通讯的能够性,并成为当今光纤通讯的实际根底。   虽然高锟和他的同事哈可汗很早就光纤通讯项目开端实验研讨,但是他们的这项研讨并不被看好,几年中,有不少同行陆续从这个范畴加入去。   正如这些人所料,高锟也遭遇到了根底性的困难——玻璃纤维传输信号的损耗成绩。要完成光纤通讯,光纤所传达的信号衰减值是有极限要求的,即每千米衰减不得超越20分贝。但在事先,制造玻璃纤维的工艺要求非常严厉,他们辛辛劳苦研收回来的玻璃纤维衰减值居然高达每千米1000分贝,有时甚至更高。这意味着,要么接着找,但状况并不悲观,要么像大少数同行那样,转身保持。   由于看法到这项研讨关于通讯技术开展的久远意义和商用价值,高锟选择了坚持,他带领研讨组展开了寻觅资料的攻坚战。他们实验了各种各样的玻璃和其他介质资料,对各种不同资料做不同波长段的准确测量。高锟发生了试一试提纯石英玻璃的想法,由于玻璃资料中的杂质有能够是发生光信号衰减的决议性要素,他以为只需设法增加玻璃中的杂质,衰减自然就会消弭。   为了寻觅新资料,研发新的器配件,高锟又带领研讨组造访了民用和军用的有关单位,拜访了美国和日本,观赏了许多玻璃和聚合物工厂、研讨所,会晤各相关范畴的工程师、技术人员、迷信家和商人,就改良玻璃纤维制造工艺停止商讨。   高锟   1969年,他们终于研发成功一种超级通明石英玻璃纤维,经测量,这种资料每千米信号衰减为4分贝,在民用与军用上都具有极高的使用前景。   在这项研讨进程中,高锟共宣布论文一百多篇,取得了三十多项专利,既处理了光导纤维芯资料,也处理了光纤的支持外壳资料,同时还研讨了对应于高频传输的“太比特”——度量信息的单位技术,正因如此,高锟又被称为“太比特技术之父”“宽带之父”。   如今,加万的氦氖激光器与高锟的光纤通讯,这两项创造曾经成为古代通讯技术的两大里程碑事情。高锟的想象也逐渐变为理想,应用石英玻璃制成的光纤使用越来越广,它们在全世界迅速掀起了一场光纤通讯反动。   特别是1977年,贝尔研讨所和日本电报电话公司简直同时宣布研制成功寿命到达100万小时的半导体激光器,更为光纤通讯的迅猛开展注入了生机。   1977年,世界上第一条光纤通讯零碎在美国芝加哥投入商用,速率到达每秒4.5亿比特。   到了2012年,日本电报电话公司宣布单芯光缆曾经能到达每秒1000万亿比特 ,在不运用中继器状况下,传输间隔到达50千米。古代的光缆还可以把上千根光纤组合在一条光缆中,具有弱小的带宽潜力,既可以传输模仿信号和数字信号,又可以传输视频信号。   上图所示为多芯的通讯电缆,目前曾经到达144芯!仅一束光缆中的一条单根光纤,传输速度就可以到达每秒几千兆比特(Gb/s)的信号。随着互联网使用的迸发性增长,世界各国都在竞相开展超高速、超大容量、超长间隔的光纤信息传输技术。信息技术的开展促进了各个科技范畴的开展,而科技的迅速开展,又正反应地使通讯技术起飞起来。一切这一切,都发端于20世纪六七十年代的高锟研讨组的任务。   2003年,高锟罹患阿尔茨海默症,大脑萎缩使这位顶尖迷信家变得像小孩子那样单纯。昔日的光纤通讯之父曾经不记得什么是“光纤”了,但是迷信并没有遗忘他。迅猛开展的光纤通讯处处留有高锟的印记。   高锟支付诺奖时的情形   在2009年的诺贝尔物理学奖颁奖典礼上,高锟取得特许,不用走到台上,免去了三鞠躬的礼仪,瑞典国王卡尔六世破例走上台离开高锟的面前,将诺贝尔奖的奖牌和证书亲身颁发到高锟的手中。   来源:《迷信史上的365天》   作者:魏凤文 武轶

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