50 anys de fibra òptica: la invenció de la fibra de baixes pèrdues

Dec 19, 2023

Deixa un missatge

info-604-420


L'any 1970, el món estava a la vora d'una explosió de dades i comunicacions.
Els nous invents van començar a crear la necessitat de transmetre dades a llargues distàncies. A la tardor de 1969, el Departament de Defensa dels EUA va desenvolupar ARPAnet, un precursor d'Internet que va connectar per primera vegada el Pentàgon i els laboratoris universitaris. Empreses com Digital Equipment estaven ocupades fent els primers microordinadors de la mida de la nevera, que eren més petits i més barats que els mainframes de mida d'una habitació, el que significa que més empreses podien gestionar els seus negocis a través de dades. Els primers caixers automàtics eren primitius. Per donar suport a la capacitat de lectura de la màquina, es van omplir plaques d'instruccions de paper amb elements lleugerament radioactius i es va obligar a enviar la informació bancària dels clients a través d'Internet. Un any més tard, un programador informàtic anomenat Ray Tomlinson va enviar el primer correu electrònic del món i va començar a utilitzar el símbol @ per separar noms i adreces.
Les empreses globals també van començar a necessitar parlar entre elles, però les línies telefòniques de coure només podien portar un nombre limitat de trucades. La qualitat del so és feble perquè els cables no porten prou informació per recrear la veu d'una persona. La demanda ha superat tant l'oferta que les trucades internacionals en un moment costen fins a 4 dòlars per minut (equivalent a 27 dòlars el 2020) o més.
Hi ha una necessitat creixent de transmetre grans quantitats de dades i converses a llargues distàncies a baix cost. Per satisfer aquesta necessitat, una teoria plausible va cridar l'atenció dels investigadors, ajudats per Charles, aleshores físic del Laboratori de Telecomunicacions Standard de Gran Bretanya.
El terme "fibra òptica" va aparèixer a la dècada de 1960. Però el terme es va utilitzar originalment per descriure amplificadors òptics en tubs de raigs catòdics (utilitzats per veure la televisió), circuits informàtics i dispositius mèdics. La tècnica només funciona en distàncies curtes. Quan la distància arriba als 20 metres (uns 65 peus), el senyal gairebé desapareix completament.
Kao va ser el primer a suggerir que el món podria estar connectat en forma de llum, mediat per fibres òptiques. En un article fonamental publicat el 1966, el Dr. Kao va escriure que les fibres òptiques podrien ser, teòricament, molt superiors als cables de coure o als senyals de ràdio. El repte són les impureses del vidre, que també provoquen el que els científics anomenen "atenuació" dels senyals. Els científics han aconseguit trobar un "fibra òptica de baixes pèrdues," un vidre que pot transmetre llum a llargues distàncies sense pèrdua apreciable de llum. La hipòtesi de Kao era que netejant el vidre, els feixos de fibres primes serien capaços de transmetre grans quantitats de dades a llargues distàncies amb una pèrdua de senyal mínima.
Però ningú sabia com fer una fibra tan purificada. L'oficina de correus britànica, responsable del sistema telefònic britànic, va demanar ajuda a Corning per trobar un nou tipus de cable d'alta capacitat. Corning va nomenar el físic Robert Maurer per dirigir dos nous investigadors joves: el físic experimental Donald Keck i el químic del vidre Peter Schultz per treballar en el projecte.
El camí cap a la innovació, però, està obligat a evitar la frustració de nombrosos experiments fallits. Durant aquest temps, els científics han provat nombroses combinacions de vidre i experiments basats en diferents mides de disseny i mètodes de producció per crear i purificar els components de vidre necessaris per als experiments. Un dels reptes va ser combinar els dos tipus de vidre en una sola fibra. En cada prova, els tècnics van treure una fibra d'un bloc de vidre col·locat un al costat de l'altre en un forn, i després van unir la fibra a l'altra per fer una sola fibra.
Un divendres al vespre d'agost de 1970, Keck s'estava preparant per posar el prototip de nova fibra òptica desenvolupat per l'equip al dispositiu per a la prova. Tot i que no pot esperar per començar el cap de setmana, Keck vol provar els últims resultats abans de tornar a casa. Es va inclinar sobre el microscopi i va quedar sorprès per una llum brillant. "Va ser la vista més magnífica que he vist mai", va descriure Keck més tard. La pèrdua de llum es mesura en decibels, i la teoria del Dr. Kao només funciona si la capacitat de transport de llum del vidre mostra una pèrdua de menys de 20 decibels. El pols de llum que travessa la nova fibra és d'entre 16 i 17 decibels. Keck va dir que aquell dia va sentir l'esperit d'Edison al seu laboratori i va escriure "Wow!" en una llibreta. .
Tal com es descriu a la sol·licitud de patent, una "fibra guia de llum" és unfibra òpticaque pot transportar 65,000 vegades més informació que el cable de coure. Quatre anys més tard, aquell moment "Wow" a l'estiu de 1970 es va eternitzar amb la patent dels EUA núm. 3711.262.
Han passat nou anys des que Corning va començar a produir fibra òptica en massa. Les empreses van trigar uns quants anys més a començar a utilitzar cables de fibra òptica submarins, que connectarien continents i proporcionarien una manera de comunicar-se de baix cost. No obstant això, aquella tarda d'agost de 1970 sempre va marcar l'inici d'una revolució de les comunicacions que finalment ajudaria a remodelar el món.

Enviar la consulta