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纪念“光纤之父”

2018-12-29

发明与创新·中学生 2018年12期
关键词:波导管光通信光纤

高锟先生生于上海,幼年时接受私塾式教育,直至十岁时进入西式实验学校学习。那是一所由回国的法国留学生创办的学校,开放、自主的教育氛围让童年的高锟深受启发。

高锟六年级时便开始做化学实验,他与同学一起成功地通过电解水制备了氢气与氧气,打开了化学世界的大门。

没多久,高锟就有了自己的第一个发明——“泥球炸弹”。他将红磷和氯酸钾塞进湿润的泥土里,待泥土干燥后将其撞向硬物,泥土受到冲击便会爆炸。

偷偷做的实验因为一次意外败露了,高锟不得不中途放弃。转眼,他又和同学开垦了无线电的新田地。“当我们最终从耳筒里收听到电台广播,那感觉奇妙极了。在什么也没有的空气里,竟然可以蕴藏音乐。”鼓捣无线电的这段经历,在高锟心里埋下了电机工程的种子。

中学时期,高家人为了躲避内战、谋求生计,辗转至香港,聪慧的高锟很快便适应了那里的生活。他以全港前十的成绩考入当时香港唯一的一所大学——香港大学。

进入大学后,因为少时对无线电的兴趣,高锟选择修读电机工程,可是当时的香港大学还未筹备好此专业。决心已定的高锟只好远赴英国投考合适的大学。

在英国的学习生涯让高锟与工程界有了颇多的接触,他意识到学校里所学知识与实践之间的巨大差异,也迫不及待地想大展一番拳脚,找到自己的岗位。终于,在毕业之际,高锟进入了国际电话电报公司。

工作的头两三年,高锟专注于高频波导管的研究工作。高频波具有更高的信息容量,但其特性导致它在空气中传播时损耗过大,需要采用波导管这种特殊的空心线缆定向传播。

1959年,激光的横空出世让通信界看到了希望,但研究人員在进行了一些试验后发现,其特性并不足以作为远距离传输的载体。

“怎么可以那么快便断定激光没有作为?”高锟不甘心就此放弃。他结合实验室早先研究的波导管技术,有了“激光导管”的设想,并不断寻找合适的线缆材料。但无论什么材料,效果都不理想,甚至不能大角度地弯曲。

高锟打算另辟蹊径,采用透明材料作为激光传输的介质。虽然在此前的研究和文献中都已证明透明材料衰减率过大,甚至不如空气,但经过长达几年的实验论证,他从理论上验证了透明材料的可行性。同时他还发现,透明材料中的杂质才是造成其衰减率过大的主要原因,推翻了工程界一口咬定“光通信是天方夜谭”的定论。

然而,当时绝大多数的企业都不愿意花高昂的成本研发超纯净玻璃纤维,于是高锟又做起了半个玻璃工艺专家,与企业的研发部门一起研究可行的高纯度玻璃制造工艺。

为了将心中构想的光通信变为现实,高锟甚至找到了当时公司的竞争对手——贝尔实验室,向他们推销自己的理论与技术。

1970年,玻璃企业终于制造出了符合理论的低损耗试验性光纤,翻开了光通信时代的篇章。1976年,美国亚特兰大开通了世界第一条光纤通信系统试验线路。1979年,光纤传输损耗降至0.2dB/km。1992年,贝尔实验室与日本合作,成功试验了9 000千米的光纤传输任务。

如今,中国光纤入户比例占宽带用户的一半以上,高锟也因此成为世界公认的“光纤之父”。

2009年,诺贝尔物理学奖获奖名单揭晓,高锟与另外两位科学家共享科学界的最高奖项。

“香港首富、全球首富对我来说完全没有意义,我不后悔也无怨言,因为如果事事以金钱为重,一定不会有今日光纤的成果。”这是老先生被问及为什么不给光纤申请专利时的回答。

2018年9月23日,牵动世界的“光纤之父”高锟离开了人世,他的成果也通过这一消息传播到世界的每一个角落。(据SME科技故事)

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