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        紀(jì)念“光纖之父”

        2018-12-17 05:34:50
        發(fā)明與創(chuàng)新 2018年46期
        關(guān)鍵詞:波導(dǎo)管光通信光纖

        高錕先生生于上海,幼年時(shí)接受私塾式教育,直至十歲時(shí)進(jìn)入西式實(shí)驗(yàn)學(xué)校學(xué)習(xí)。那是一所由回國的法國留學(xué)生創(chuàng)辦的學(xué)校,開放、自主的教育氛圍讓童年的高錕深受啟發(fā)。

        高錕六年級(jí)時(shí)便開始做化學(xué)實(shí)驗(yàn),他與同學(xué)一起成功地通過電解水制備了氫氣與氧氣,打開了化學(xué)世界的大門。

        沒多久,高錕就有了自己的第一個(gè)發(fā)明——“泥球炸彈”。他將紅磷和氯酸鉀塞進(jìn)濕潤的泥土里,待泥土干燥后將其撞向硬物,泥土受到?jīng)_擊便會(huì)爆炸。

        偷偷做的實(shí)驗(yàn)因?yàn)橐淮我馔鈹÷读?,高錕不得不中途放棄。轉(zhuǎn)眼,他又和同學(xué)開墾了無線電的新田地?!爱?dāng)我們最終從耳筒里收聽到電臺(tái)廣播,那感覺奇妙極了。在什么也沒有的空氣里,竟然可以蘊(yùn)藏音樂?!惫膿v無線電的這段經(jīng)歷,在高錕心里埋下了電機(jī)工程的種子。

        中學(xué)時(shí)期,高家人為了躲避內(nèi)戰(zhàn)、謀求生計(jì),輾轉(zhuǎn)至香港,聰慧的高錕很快便適應(yīng)了那里的生活。他以全港前十的成績(jī)考入當(dāng)時(shí)香港唯一的一所大學(xué)——香港大學(xué)。

        進(jìn)入大學(xué)后,因?yàn)樯贂r(shí)對(duì)無線電的興趣,高錕選擇修讀電機(jī)工程,可是當(dāng)時(shí)的香港大學(xué)還未籌備好此專業(yè)。決心已定的高錕只好遠(yuǎn)赴英國投考合適的大學(xué)。

        在英國的學(xué)習(xí)生涯讓高錕與工程界有了頗多的接觸,他意識(shí)到學(xué)校里所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐之間的巨大差異,也迫不及待地想大展一番拳腳,找到自己的崗位。終于,在畢業(yè)之際,高錕進(jìn)入了國際電話電報(bào)公司。

        工作的頭兩三年,高錕專注于高頻波導(dǎo)管的研究工作。高頻波具有更高的信息容量,但其特性導(dǎo)致它在空氣中傳播時(shí)損耗過大,需要采用波導(dǎo)管這種特殊的空心線纜定向傳播。

        1959年,激光的橫空出世讓通信界看到了希望,但研究人員在進(jìn)行了一些試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),其特性并不足以作為遠(yuǎn)距離傳輸?shù)妮d體。

        波導(dǎo)管

        “怎么可以那么快便斷定激光沒有作為?”高錕不甘心就此放棄。他結(jié)合實(shí)驗(yàn)室早先研究的波導(dǎo)管技術(shù),有了“激光導(dǎo)管”的設(shè)想,并不斷尋找合適的線纜材料。但無論什么材料,效果都不理想,甚至不能大角度地彎曲。

        高錕打算另辟蹊徑,采用透明材料作為激光傳輸?shù)慕橘|(zhì)。雖然在此前的研究和文獻(xiàn)中都已證明透明材料衰減率過大,甚至不如空氣,但經(jīng)過長達(dá)幾年的實(shí)驗(yàn)論證,他從理論上驗(yàn)證了透明材料的可行性。同時(shí)他還發(fā)現(xiàn),透明材料中的雜質(zhì)才是造成其衰減率過大的主要原因,推翻了工程界一口咬定“光通信是天方夜譚”的定論。

        然而,當(dāng)時(shí)絕大多數(shù)的企業(yè)都不愿意花高昂的成本研發(fā)超純凈玻璃纖維,于是高錕又做起了半個(gè)玻璃工藝專家,與企業(yè)的研發(fā)部門一起研究可行的高純度玻璃制造工藝。

        為了將心中構(gòu)想的光通信變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),高錕甚至找到了當(dāng)時(shí)公司的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——貝爾實(shí)驗(yàn)室,向他們推銷自己的理論與技術(shù)。

        1970年,玻璃企業(yè)終于制造出了符合理論的低損耗試驗(yàn)性光纖,翻開了光通信時(shí)代的篇章。1976年,美國亞特蘭大開通了世界第一條光纖通信系統(tǒng)試驗(yàn)線路。1979年,光纖傳輸損耗降至0.2dB/km。1992年,貝爾實(shí)驗(yàn)室與日本合作,成功試驗(yàn)了9000千米的光纖傳輸任務(wù)。

        如今,中國光纖入戶比例占寬帶用戶的一半以上,高錕也因此成為世界公認(rèn)的“光纖之父”。

        2009年,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單揭曉,高錕與另外兩位科學(xué)家共享科學(xué)界的最高獎(jiǎng)項(xiàng)。

        “香港首富、全球首富對(duì)我來說完全沒有意義,我不后悔也無怨言,因?yàn)槿绻率乱越疱X為重,一定不會(huì)有今日光纖的成果?!边@是老先生被問及為什么不給光纖申請(qǐng)專利時(shí)的回答。

        2018年9月23日,牽動(dòng)世界的“光纖之父”高錕離開了人世,他的成果也通過這一消息傳播到世界的每一個(gè)角落。(據(jù)SME科技故事)

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