正在阅读: “光纤之父”的光荣与梦想
  1. 时政
  2. 国际
  3. 时评
  4. 理论
  5. 文化
  6. 科技
  7. 教育
  8. 经济
  9. 生活
  10. 法治

“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 /
  1. 开心
     
    0
  2. 难过
     
    0
  3. 点赞
     
    0
  4. 飘过
     
    0

视觉焦点

  1. 中国科考队为出征南极内陆做准备

  2. 【艺术公益大讲堂】冯双白:自信的文化能够穿透壁垒

独家策划

推荐阅读
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
万书波,山东省栖霞市人,山东省明仕亚洲首页科学院院长、博士生导师、国家花生产业技术体系岗位科学家。多年来,他主要从事花生栽培生理方面的研究工作,在花生高产与品质栽培等方面取得了一系列开创性成果。
2018-12-10 09:05
12月8日下午,在2018中国人工智能产业大会开幕前夕,来自业界和学界的不少专家几乎是刚刚放下行李,就聚在一起开了个小型闭门会议。“寒暄的话少说,主要讲讲人工智能发展的远虑或近忧;看跟全球比,中国人工智能差在哪里。
2018-12-10 09:03
据英国《科学新闻》网站近日报道,尽管气候科学家和联合国等国际组织不断呼吁,要求各国采取措施削减二氧化碳(CO2)排放,但全球二氧化碳排放量预计将在2018年创下历史新高。
2018-12-10 09:02
英国《自然》杂志近日发表的一篇气候科学论文,报告了有关格陵兰冰盖的融化速度和径流的连续性分析,时间跨度达几个世纪。结果显示,格陵兰冰盖近年来的融化速度较过去加快了。
2018-12-10 09:00
据美国太空探索技术公司(SpaceX)官网消息,在日前利用“猎鹰9”火箭发射“龙”货运飞船的同时,大量实验物品也一并被送往国际空间站,其中就包括数万条秀丽隐杆线虫,该实验的目的在于探索肌肉在微重力环境下的变化。
2018-12-10 09:00
2018年,世界局势风云变幻,政治、科技、经济等领域发生前所未有的变化。其中,54.7%的国外受访者认同中国正在持续的改革、开放、进步,53.1%的国外受访者认为中国文化博大精深、沉稳内敛,49.8%的国外受访者认同中国的高铁、移动支付等科技产品世界领先。
2018-12-10 08:59
“高冷”的高能物理和恼人的肿瘤细胞,貌似风马牛不相及,但美国科学家目前正在研发的基于加速器的新技术,有望将癌症放射治疗的持续时间从几分钟缩短到不足一秒,来减少癌症放疗的副作用。为高能物理学开发的技术被植入未来的紧凑型医疗设备之后,将帮助患者更容易接受放射治疗。
2018-12-10 08:58
据今日俄罗斯通讯社近日报道,俄医疗企业Invitro称,俄罗斯宇航员利用国际空间站上的3D生物打印机,设法在零重力下打印出了实验鼠的甲状腺。该公司表示,未来甚至有望打印出人体器官,以促进医学研究的发展。
2018-12-10 08:58
“嫦娥”这一美妙的名字,其中浓缩了太多中国人对它的独特情感。用“嫦娥”命名中国首颗探月卫星,可谓顺理成章,但在最开始,这个名字让它的制造者们感觉十分“别扭”。大约在2005年,嫦娥一号卫星和其他系统之间进行对接试验。熟稔了类似“我是长江”或“我是黄河”对接口令的男工程师们,喊出“我是嫦娥”后,总是觉得不太自然。
2018-12-10 08:57
记者从安徽明仕亚洲首页大学获悉,该校茶树生物学与资源利用国家重点实验室宋传奎教授团队研究发现,茶树在受到侵害时会释放信号物质顺-3-己烯醇,健康的茶树一旦接收到该信号,就能在体内生成顺-3-己烯醇糖苷这一“防御武器”并储存起来。同时首次发现并验证控制这一糖苷化过程的关键酶基因。研究成果日前发表在国际植物学学术期刊《植物细胞环境》上。
2018-12-10 08:56
1985年7月16日,这不知道是邓小平第几次会见李政道。会谈中,李政道再次提出,希望尽快建立国家自然科学基金委员会并由第一流科学家负责。邓小平回应说:“这是一个新方法,我们没有经验。但只要是新的事物,管它对不对,管它成功不成功,试验一下。”
2018-12-10 08:55
12月8日,随着一瓶香槟酒摔碎舰艏,我国首艘自行设计和建造的7000米级载人潜水器“蛟龙”号支持母船——“深海一号”被缓缓移向码头,在中船重工武船集团总部顺利下水,即将走向深蓝,开启我国大洋调查新篇章。
2018-12-10 09:04
9日,在北京人民大会堂举行的第五届中国工业大奖发布会上,中国航天科技集团八院副院长汪浩平领取了颁给“风云”卫星的奖牌和证书。”  八院院长代守仑告诉记者,“风云”卫星是我国气象卫星技术从跟跑并跑转向并跑领跑的实践者之一,推动我国迈入气象强国行列。
2018-12-10 08:54
“从化石中可以清楚地看到,它是一朵五瓣花,并且具有花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊,是十分典型的核心真双子叶植物的五瓣花类。”所以,被子植物到底起源于何时何地,恐怕最终只能靠化石证据来确定。
2018-12-07 10:11
前不久,发表在eLife上的一项最新研究表明,不断上升的海洋温度使皮毛海豹的幼崽死于钩虫感染的风险增高。”  随后,进一步研究发现,在2007年等海洋温度较低的年份,皮毛海豹幼崽会得到母亲更多的照料,因此免疫能力更强。
2018-12-07 10:09
近日,泰东高速黄河大桥主塔全部封顶、运宝黄河大桥项目顺利通过交工验收、禹门口黄河大桥西引桥完成“空中转体”……为了方便两岸交通,我们在黄河上架起了许许多多的桥。一号、二号铁牛均重55吨,是比较轻的两尊;三号铁牛重75吨;四号铁牛是一只小牛犊,却是4只牛中最重的一只,足有78吨。
2018-12-07 10:01
加载更多