Головний прорив телеком-галузі відсвяткував 50-річчя

У липні 1966 року дослідник Чарльз Као подивився на скло та побачив у ньому майбутнє телеком-індустрії. Мова йде про оптоволокно: першій науковій публікації про цей канал пересилання даних виповнилося 50 років. Своєю статтею в журналі Proceedings of the Institution of Electrical Engineers (зараз називається IEEE) Чарльз Као дав старт науковим дослідженням використання лазерів для комунікації.

На той час учені вже знали, що лазери можна використовувати для комунікацій. Але вони вважали, що найкращим середовищем буде або звична оптика з лінзами, або порожниста трубка. Као ж показав, що для передачі лазерного світла можна використовувати просту скляну нитку – оптоволокно. Якщо вона буде достатньо чистою, тоді втрати сигналу будуть незначними, і дані можна пересилати на великі відстані.

Оптичне волокно – нитка з оптично прозорого матеріалу (скло, пластик), яка використовується для перенесення світла всередині себе за допомогою повного внутрішнього відображення. Його роблять з кварцового скла, але для далекого інфрачервоного діапазону можуть використовуватися інші матеріали, такі як фторцирконат, фторалюмінат і халькогенідне скло. Сьогодні також активно використовують пластикові оптичні волокна. Сердечник у ньому виготовляють з поліметилметакрилату (PMMA), а оболонку – з фторованих PMMA (фторполімерів). Завдяки оптоволокну стали реальністю швидкості пересилання даних у 40 Гбіт/с по одній нитці. В оптоволоконному кабелі таких ниток можуть бути сотні.

Проблемою оптоволокна були домішки у склі, через які світло швидко згасало. Над дослідженням цієї проблеми Као працював разом з колегами, одним з яких був Рудольф Компфнер з лабораторії Bell Labs. Останній дослідив найкраще скло того часу, і воно виявилося непридатним для телекомунікаційного використання. Компфнер продовжив роботу над порожнистими світлопроводами, тоді як Као шукав чисті матеріали.

Као намагався відповісти на питання, чи можливо досягти згасання сигналу не більше 20 дБ на кожен кілометр. Дослідження Компфнера показували, що затухання було на рівні тисяч децибелів на кілометр. Таке завдання підштовхнула міжнародні групи дослідників, і вже в 1979 році компанія Corning, яка сьогодні виготовляє також захисне скло для смартфонів, випустила оптоволокно з показником затухання 0,2 дБ/км. Це відкрило оптоволокну шлях у телеком-галузь.

У 2009 році Као отримав Нобелівську премію з фізики за свою статтю 1966 року.