正在阅读: “光纤之父”的光荣与梦想

“光纤之父”的光荣与梦想

2018-09-30 10:35来源:科技日报

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  摇曳烛光

  就在国人欢度中秋佳节之际,我们获知,让世界进入现代信息社会的科学家、“光纤之父”高锟去世。

  高锟(1933年11月4日-2018年9月23日),香港-英国电气工程师和物理学家,开创了光纤在电信领域的开发和使用。20世纪60年代,高锟发明了多种方法,将玻璃纤维和激光结合起来,以传输数字数据,这项技术为互联网的发展奠定了基础。1999年,美国国家工程学院院长威廉·伍尔夫说:“如果没有光纤,我们所知道的通信,包括互联网,将不会存在。”

  高锟用光纤技术开创了人类信息的新时代,被誉为“宽带教父”“光纤之父”和“光纤通信之父”。他因“光纤光通信中光传输的突破性成就”荣获2009年诺贝尔物理学奖。

  在1960年代,高锟和他的同事在电讯标准实验室(STL)做了开创性的工作:将光纤作为通信媒介。他们通过实验证明,现有的光纤由于含有杂质的玻璃而导致信息耗损。1963年,高锟加入了光通信研究团队。最初,他的任务是研究纤维的衰减,为此他从不同的纤维制造商收集了样品,并仔细研究了大块玻璃的性能。高锟研究发现,物质中的杂质导致了这些纤维的高光损耗。1963年,因为他的导师离开学校,高锟被任命为STL光电研究组组长。1964年12月,他接手了STL的光通信项目。接手这个项目后,他与同事乔治·霍克汉姆一起彻底改变研究方向。他们不仅考虑了光学物理,还考虑了材料性能。研究结果由高锟于1966年1月在伦敦向电气工程师学会发表,并于7月与乔治·霍克汉姆共同发表。该研究首先理论化并提议使用玻璃纤维来实现光通信,所描述的思想(尤其是结构特征和材料)在很大程度上是今天光纤通信的基础。

  1965年,高锟与霍克汉姆共同得出结论,玻璃光衰减的基本限制在20 dB/km以下(分贝/千米,是一种测量距离上信号衰减的方法),这是光通信的关键阈值。然而,在此测定时,光纤通常表现出高达1000分贝/千米甚至更多的光损耗。这一结论开启了寻找低损耗材料和合适纤维以达到这一标准的里程。

  高锟和他的新团队一起,精确地测量了不同波长的光在眼镜和其他材料中的衰减。在此期间,高锟指出,高纯度的熔融二氧化硅(SiO2)使其成为光通信的理想候选。他还指出,玻璃材料中的杂质是导致玻璃纤维内部光传输剧烈衰减的主要原因,而不是当时许多物理学家认为的散射等基本物理效应,这种杂质可以被去除,这导致了高纯度玻璃纤维的全球研究和生产。当高锟第一次提出这种玻璃纤维可以用于远距离信息传输,可以替代那个时代用于电信的铜线时,他的想法遭到了广泛的反对。但是不久以后,人们意识到高锟的思想革新了整个通信技术和产业。

  高锟在光通信工程和商业实现的早期发挥了主导作用。在1966年春,高锟去了美国,但是没有引起贝尔实验室的兴趣,贝尔实验室当时是STL通信技术的竞争对手。他随后前往日本并获得了支持。高锟考察了许多玻璃和聚合物工厂,与包括工程师、科学家、商人在内的各种各样的人讨论了玻璃纤维制造的技术和改进。1969年,高锟测量了4分贝/千米的熔融二氧化硅的固有损耗,这是超透明玻璃在传输信号有效性的第一个证据。贝尔实验室开始认真考虑光纤。

  高锟公司开发了玻璃纤维波导的重要技术和配置,并参与了各种光纤类型和系统设备的开发,满足民用和军用需求,以及光纤通信的外围支撑系统。在20世纪70年代中期,他对玻璃纤维疲劳强度进行了开创性的研究。在被任命为国际电话电报公司首位执行科学家时,高锟启动了“Terabit技术”(“兆兆位技术”)计划,以解决信号处理的高频限制,因此高锟也被称为“Terabit技术理念之父”。

  高锟发表论文100余篇,获得专利30余项,包括防水高强度纤维。高锟也是现代潜艇通信电缆的梦想家,并在很大程度上推动了这一想法。他在1983年预测,世界海洋将铺满光纤,比这种跨洋光缆首次投入使用的时间早了5年。

  (作者李大光 系中国科学院大学教授、国际科学素养促进中心研究员)

[责编:张佳兴]

阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • “大洋一号”起航执行中国大洋52航次科考任务

  • 赣剧弋阳腔《还魂记•游园惊梦》亮相百戏盛典

独家策划

推荐阅读
从开刀到化疗,从民间偏方到进口“神药”,人们谈癌色变,癌症患者及其家人煎熬难耐。李枫表示,他们团队的研究目标就是不断找寻癌症治疗的靶点,一个一个去攻克,而对KDM4B的功能抑制,就是又一个全新靶点。
2018-12-11 09:07
洗衣服是每个家庭都会做的事,把脏衣服泡一泡,洗一洗,晒一晒,在肥皂、洗衣粉、洗衣液的强力去渍功能下,衣服很快就会光洁如新。不过,衣服虽然经常洗,但关于洗衣服这件小事,很多人还有些错误观念亟待纠正。
2018-12-11 09:06
10日,记者从武汉大学获悉,以武汉大学基础医学院、武汉大学中南医院为主要完成单位,共同承担的“胎源性疾病创新研究体系的建立与应用”项目历时22年,基于首创的系列宫内发育迟缓和胎源性疾病模型,构建了一套完整的胎源性疾病创新理论及研究体系,并有效地用于胎源性疾病的风险评估和早期预警。该项成果填补了国际胎源性疾病研究领域的空白,提升了我国在该研究领域的国际竞争力和影响力。
2018-12-11 09:05
12月10日至11日,以“汇聚科技新动能,引领医疗器械创新发展”为主题的首届全国医疗器械科技创新大会在山东省威海市举行。
2018-12-11 09:04
一声长笛,“大洋一号”10日从自然资源部北海分局科考基地码头启航,将先后前往印度洋、大西洋执行中国大洋第52航次科学考察任务。本航次是“蛟龙探海”工程自2018年启动以来的第6个航次,承担着深海资源勘查与开发和深海环境监测与保护内容的重要任务,分A段和B段。
2018-12-11 09:03
他见证了中外合办大学的发展历程,也试图在西浦打造未来教育的范本。两年后的2008年,席酉民选择了拥抱改变——他从西安奔赴苏州,当起了西浦的执行校长。席酉民认为,进行融合式教育,让大学和社会、大学和企业高度融合,提供国际化的行业精英教育。
2018-12-11 09:03
据美国物理学家组织网近日报道,由新加坡国立大学工程师领导的国际团队,研发出一种新型自旋电子存储装置。与现有商用自旋电子存储器相比,新设备操控数字信息的效率以及稳定性分别提升了20倍和10倍,有望加速自旋存储设备的商业化发展。
2018-12-11 09:02
日本花王株式会社近日宣布开发出了创新的超细纤维(Fine Fiber)技术,即将直径亚微米级别的超细纤维直接喷洒在皮肤上,可在皮肤表面形成轻柔自然的积层型超薄薄膜,达到护肤目的。
2018-12-11 09:02
以色列特拉维夫大学研究人员日前表示,他们将脂肪细胞转化成干细胞,并将其培养成用于治疗心脏和大脑等各种器官损伤的组织。特拉维夫大学研究团队成功地用转化干细胞创造了器官的组织植入物,从而最大限度地降低了这些风险。
2018-12-11 09:01
在“未来最不可能被取代的职位”中,影评人可以位列一席。因为在人们普遍理解中,对于艺术的感受和品鉴是人类特有的“味蕾”,复杂的科学或算法无法体味一二。
2018-12-11 09:01
据美国太空网近日报道,研究人员正在建立一个由迄今最精确的计时器——原子钟组成的网络,以“抓捕”暗物质。暗物质通过其对恒星和星系运动的引力效应来宣示自身的存在,但科学家一直未厘清它由什么构成。
2018-12-11 09:00
记者从中科院合肥研究院获悉,该院固体物理研究所伍志鲲研究员课题组与美国卡耐基梅隆大学金荣超教授合作,通过精选配体,构筑适当的团簇间/内弱相互作用力,生长出高质量的单晶,成功解析出Au144(SR)60的团簇结构,其结构此前困扰科学界多年,是金纳米团簇结构研究的“圣杯”。金子在通常情况下是黄色的,150多年前,英国著名科学家法拉第却合成了鲜艳的酒红色金溶胶。
2018-12-11 09:00
近日,“中外摄影对着拍——庆祝中国改革开放40年摄影展”在北京举行。展览精选出中外摄影师40年前后在中国各地拍摄的各40幅作品,再现40年今昔中国大地翻天覆地的变化。图为前来参观的摄影爱好者正在观看摄影展。
2018-12-11 08:59
日前,记者从长沙市科技局组织的一场高校成果转化对接会路演上获悉,我国科学家历经6年,研制出具完全自主知识产权的“全电机伺服驱动精密模压成形机”。
2018-12-11 08:58
在整个东南亚,百部科植物百部属的大百部是传统的药用植物,其杀虫、止咳润肺的功效已得到验证。但长期以来,人们对百部属植物种子传播的机制并不十分清楚。直到最近,研究团队在进行植物调查时,才破解了这一秘密。
2018-12-11 08:58
值得一提的是,有些小朋友已经成为“宝贝报天气”活动的忠实粉丝,部分家长在获悉活动举办时间后专程前往参加,是活动的“回头客”。
2018-12-11 09:18
中国“彩虹鱼”2018马里亚纳海沟海试与科考团队乘坐“沈括”号,近日从上海起航后不久,就遭遇了大海的风浪洗礼。”  据中船重工702所(上海分部)“沈括”号总设计师葛维桢研究员介绍,这是一艘小水线面双体船。
2018-12-10 09:09
“融”出鱼水情,“合”出新动能,青岛正在打造国家军民融合示范区。作为我国第9个国家级新区,青岛西海岸新区承担着军民融合和海洋强国两大国家战略实践任务,被赋予创建“军民融合创新示范区”的使命。
2018-12-10 09:08
走进麦克奥迪实业集团有限公司(以下简称麦克奥迪)位于厦门的总部大楼,一楼展厅的入口处挂着的一块牌匾格外醒目。工作站在关键技术领域取得的突破,为麦克奥迪新增了80多项知识产权成果,包括发明专利42项,参与制定国家标准21项、行业标准23项。
2018-12-10 09:06
为做好港珠澳大桥岛隧工程,这位项目总经理、总工程师10年没睡过一个安稳觉,直到最后一根沉管完成精准对接。港珠澳大桥岛隧工程,需要将每节重8万吨、长180米、宽38米、高11.4米的33节钢筋混凝土管,在伶仃洋水下50米深处,安装成长达6.7公里的海底通道。
2018-12-10 09:05
加载更多