¿Quién hizo la primera fibra óptica del mundo?

En 1966, K.Kao, un científico chino que trabaja en Standard Telecommunications Ltd. en el Reino Unido, unió fuerzas con su colega G.A. Hockham para publicar un artículo titulado "Guías de onda de superficie de fibra dieléctrica para frecuencias ópticas".

En el papel, declararon claramente que mientras se resuelva la pureza de la fibra de vidrio, se puede reducir la atenuación de la señal óptica en la fibra de vidrio. Cuando la tasa de atenuación cae a 20 dB/km, esta fibra de vidrio puede usarse para una comunicación práctica. Este documento fue considerado más tarde como el trabajo fundamental de la teoría de la comunicación de fibra óptica. Abrió la puerta al fibra óptica era y cambió la dirección de la tecnología de comunicación humana.

Kao haciendo experimentos

Al comienzo de la publicación del documento, la industria no lo reconoció. En ese momento, nadie creía la conclusión de Gao Kun. Todos creen que el "vidrio sin impurezas" previsto por Gao Kun no existe. Para probar su teoría, Kao visitó fábricas de vidrio en todo el mundo, tratando de buscar la cooperación. Sin embargo, todas estas fábricas rechazaron a Gao Kun. No planean realizar un estudio en profundidad porque dicha investigación es "inútil y costosa".

A finales de 1966, las cosas marcaron el comienzo de un punto de inflexión. Un ingeniero llamado William Shaver visitó el Laboratorio de Investigación de la Oficina de Correos en Londres, Inglaterra, vio el Proyecto de comunicación de fibra óptica Introducido por el laboratorio y se interesó mucho. La compañía para la que trabaja William Shaffer es Corning Glass Works, la empresa de fabricación de vidrio más antigua de los Estados Unidos. Después de regresar a los Estados Unidos, William Shaffer informó su experiencia en la alta dirección de la compañía, y sugirió fuertemente que la compañía realiza una investigación de fibra óptica. La sugerencia de William Shaffer ha sido tomada en serio por la alta dirección de Corning. Pronto, comenzaron en silencio la investigación y el desarrollo de la fibra de vidrio de alta pureza.

Liderando el esfuerzo fue Bill Armistead, director de investigación y desarrollo de Corning. Reclutó al físico corporativo Robert Maurer, le asignó dos nuevos investigadores jóvenes (químico Pete Schultz, físico experimental Donald Keck), y así formó un equipo. 3 People Research Team.

Como líder del equipo, Robert Maurer es una figura legendaria. Nacido en 1924, participó en la Segunda Guerra Mundial cuando era joven y ganó la Medalla del Corazón Púrpura. Después de la guerra, regresó a la universidad, ganando un Ph.D. en física a baja temperatura del Instituto de Tecnología de Massachusetts y trabajando para Corning (1952). Vale la pena mencionar que en diciembre de 1956, publicó un artículo teórico sobre "El vidrio es un líquido congelado " en el "Journal of Chemical Physics ", que fue citado por el clásico artículo de Kao Kung, que es la primera cooperación entre los dos. intersección. Después de que el equipo de tres personas comenzó oficialmente la investigación, se encontraron enfrentando un gran desafío. En ese momento, la fibra de vidrio con la mayor pureza tenía una tasa de atenuación de aproximadamente 1000 dB/km. Querer reducir este valor a 20 dB/km no es una relación de 50 veces, sino una asombrosa relación de coeficiente de potencia.

Desde la izquierda: Donald Keck, Robert Maurer, Pete Schultz

Para ellos, hay dos opciones iniciales factibles: primero, use una gran cantidad de vidrio óptico de alta pureza. En segundo lugar, sílice fusionada (SiO2, dióxido de silicio), porque el cuarzo puede lograr una alta pureza. El primero es una solución relativamente madura, y también fue la solución elegida por la mayoría de los pares en ese momento. Sin embargo, Robert Maurer adoptó un enfoque diferente y eligió la segunda opción. Recordó después: "Si haces las cosas de manera diferente a que todos los demás, tienes dos ventajas. Una, puede tener éxito donde fallan. Dos, si fallas, recopilarás su no información.

La sílice es un material muy puro. Sin embargo, su temperatura de fusión es extremadamente alta, lo que requiere 1650 ° C. Los hornos ordinarios simplemente no pueden alcanzar tales temperaturas. Después de alguna investigación, Robert Maurer solicitó la ayuda de Frank Zimar, Ph.D. en Quimica . Frank Zima una vez construyó un horno para los primeros proyectos de semiconductores de Corning que podrían alcanzar temperaturas de 2000 ° C. Con la ayuda de Frank Zima, en 1967, el grupo de Robert Maurer sacó la primera fibra óptica experimental de modo único basado en la sílice dopada con titanio. Después de las pruebas, la atenuación de esta fibra sigue siendo alta, pero se ha mejorado mucho en comparación con antes. Esto aumentó la confianza del equipo de investigación.

Más tarde, después de repetidos intentos, el equipo de investigación dominó gradualmente las habilidades de dibujo de las preformas de fibra óptica, así como tecnologías clave como el tratamiento de depósitos de hollín. El índice de atenuación de la fibra óptica que fabricaron se ha mejorado continuamente, abordando gradualmente el valor teórico.

El 22 de julio de 1970, el equipo de investigación sacó 6 fibras ópticas de 6 preformas dopadas con titanio con diferentes composiciones. El 7 de agosto, probaron estas fibras. Al probar una fibra de 29 metros de largo, obtuvieron un valor de atenuación sorprendente de 17 dB/km. Esta es la primera vez que se ha logrado el objetivo de tesis de 20 dB/km. La longitud de la fibra de 29 metros es corta, lo que puede afectar la precisión de los resultados de la prueba. Para ser más rigurosos, el 21 de agosto, sacaron otra fibra óptica de 210 metros y la probaron. Cuando el láser Helium-Neon de Donald Keck entró en el núcleo de la fibra, se sorprendió al ver un flash rojo muy brillante. Se dio cuenta de que era un reflejo de Fresnel desde el extremo más alejado de la fibra. En este momento, registró el resultado de la prueba de la tasa de atenuación de fibra óptica: 16.9 dB/km. Finalmente, pueden respirar un suspiro de alivio. La primera fibra óptica teórica de baja pérdida teórica del mundo nació oficialmente. A finales de septiembre de 1970, Robert Maurer voló a Londres y anunció los resultados de la investigación de su equipo en la Conferencia "Comunicación troncal de la ola guiada " organizada por el Instituto Británico de Ingenieros Eléctricos, lo que causó una sensación en toda la industria.

En las décadas de 1980 y 1990, la tecnología de fibra óptica aumentó rápidamente y se convirtió en un importante medio de transmisión en comunicaciones con cable. En el siglo XXI, las fibras ópticas han reemplazado completamente los cables de metal y se han convertido en la base de la columna vertebral de todo red de comunicacion. La cantidad de datos que pueden transmitirse por una sola fibra óptica ya se ha roto en el nivel de TB/S. Hoy, la demanda anual global de cables ópticos supera los 500 millones de kilómetros de fibra. Estas fibras ópticas transmiten cantidades masivas de datos, apoyan el desarrollo de toda la sociedad y hacen grandes contribuciones al progreso de la civilización humana.

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