您当前的位置:首页 > 光纤熔接机百科
世界上第一根光纤,是谁造出来的?


1966年,就职于英国标准电信实验有限公司的华裔科学家高锟(K.C.Kao),联合他的同事乔治·霍克汉姆(G.A.Hockham,共同发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文。


在论文中,他们明确提出,只要解决了玻璃纤维的纯度问题(减少杂质),就可以减少光信号在玻璃纤维中的衰减。


当衰减率下降到 20 db/km时,这根玻璃纤维,就可以用于实用型通信。


这篇论文,后来被视为光纤通信理论的奠基之作。它开启了光纤时代的大门,也改变了人类通信技术的走向。


现在我们都知道,这篇论文意义重大。但实际上,论文发布之初,并没有获得行业的认可。


当时,没有人相信高锟的结论。所有人都认为,高锟所设想的“没有杂质的玻璃”,是不存在的。


为了证明自己的理论,高锟造访了世界各地的玻璃工厂,试图寻求合作


但是,这些工厂都拒绝了高锟。他们不打算进行深入研究,因为这种研究“无意义且耗资巨大”。


1966年的年底,事情迎来了转机。


一位名叫威廉·谢弗(William Shaver的工程师,在英国伦敦的邮局研究实验室访问,看到了实验室介绍的光纤通信项目,产生了浓厚的兴趣。


威廉·谢弗所服务的公司,不是一家普通公司,而是美国历史最悠久的玻璃制造企业——康宁公司Corning Glass Works)。


康宁公司成立于1851年。

据说,爱迪生发明电灯的玻璃灯泡,就是他们造的。


回到美国后,威廉·谢弗向公司高层汇报了自己的见闻,并强烈建议公司进行光纤研究。


威廉·谢弗的建议,得到了康宁公司高层的重视。很快,他们就低调启动了高纯度玻璃纤维的研发。


负责牵头这项工作的,是康宁公司的研发总监——比尔·阿姆斯特德(Bill Armistead


比尔·阿姆斯特德


他找来了公司物理学家罗伯特·毛瑞尔(Robert Maurer),配给他两名新入职的年轻研究员化学家皮特·舒尔茨、实验物理学家唐纳德·凯克),从而组建了一个3人研究小组。


左起:

唐纳德·凯克(Donald Keck)

罗伯特·毛瑞尔(Robert Maurer)

皮特·舒尔茨(Pete Schultz)


作为小组组长的罗伯特·毛瑞尔,是一个颇具传奇色彩的人物。


罗伯特·毛瑞尔


他出生于1924年,年轻时参加过二战,获得过紫心勋章。战争结束后,他返回大学学习,拿到了麻省理工学院的低温物理学博士学位,并进入康宁公司工作(1952年)。


值得一提的是,1956年12月,他发表在《化学物理杂志》上的一篇关于“玻璃是冷冻液体的理论论文,曾经被高锟那篇经典论文引用过,算是两人最早的交集。


3人小组正式启动研究后,就发现自己面对的是一项巨大的挑战。


当时,纯度最高的玻璃纤维,衰减率约为 1000 dB/km。想要将这个值减小到 20 dB/km,并不是50倍的关系,而是惊人的10的98次方系数关系。

枣君注:dB=10*lg(A/B),表示两个数(A和B)的比值大小。A是B的2倍时,是3dB。A是B的1万倍时,是40dB。A是B的100万倍时,是60dB。


对他们来说,有两种可行的起步方案:第一,采用大量高纯度的光学玻璃。第二,熔融石英(SiO2,二氧化硅),因为石英可以做到高纯度


第一种是比较成熟的方案,也是那时大部分同行选择的方案。但是,罗伯特·毛瑞尔独辟蹊径,选择了第二种方案。


事后他回忆道:“如果你做的事情与其他人所做的不同,你就有两个优势。一,你可能会在他们失败的地方取得成功。二,如果你失败了,会收集到他们没有收集到的信息。”


二氧化硅是一个纯度很高的材料。但是,它的熔解温度极高,需要1650℃。一般的烤炉,根本达不到这样的温度。


经过一番调查,罗伯特·毛瑞尔找来了化学博士弗兰克·齐马Frank Zimar)帮忙。


弗兰克·齐马曾经为康宁早期的半导体项目建造了一个烤炉,可以实现2000°C的高温。

相关产品