Elli yıl önce bu ay Çin doğumlu 32 yaşında bir araştırma mühendisi olan Charles Kao, fiber optik iletişimin tüm alanlarını belirleyen ve sonunda Nobel Fizik Ödülü’nden bir pay elde eden kilometre taşı bir kağıt yayınladı. 1966 tarihli makalenin nasıl oluştuğuna dair hikaye, büyük bir teknolojik atılımın anahtarının doğru soruyu sormaya nasıl dönüşebileceğinin harika bir örneğidir.

1960’lı yılların başında başladı. Lazerin keşfi, ışığı radyonun daha düşük frekansları ile mümkün olandan çok daha hızlı oranlarda iletmek için bir ilgi dalgası yarattı. Ancak hava yoluyla lazer ışınları gönderen deneyler bulutların ve yağışların yolda olduğunu gösterdi.

Bell Labs, lazer sinyallerinin yeryüzüne gömülmüş içi boş metal borular içerisine girmesine karar verdi. Bu mantıklı bir adımdı; Laboratuvar zaten yüksek frekanslı mikrodalgaları iletmek için içi boş dalga kılavuzları geliştiriyordu. Açık havanın, katıların olabileceğinden çok daha şeffaf olması gerektiği açıktı.

Ancak, Kao’nun standart telekomünikasyon laboratuvarlarındaki patronu olan Antoni Karbowiak -İtalya’daki Harlow’daki IT & T yan kuruluşu – farklı bir yaklaşım benimsedi. Karbowiak, mikrodalga ekipman parçaları arasında bağlantı kurmak için eğilebilen katı plastik dalga kılavuzlarının optik bir analogunu üretmeye çalışıyordu. O ve meslektaşları, cam elyaf demetlerinin vücut içinde tıbbi görüntüleme için geliştirildiğini duymuşlardı. Ayrıca Massachusetts’teki American Optical’deki Eli Snitzer’in ışığı tek bir yoldan sınırlandırmak için çok ince bir fiber optik kullanabileceğini ve bir sinyal farklı mesafelerdeki çoklu yollar arasında bölünmesinden kaynaklanan bozulmayı önlemediğini ve Varış saatleri. Ardından Karbowiak, bir profesörlüğü kabul etmek için Avustralya’ya gitti ve Kao’yu optik iletişim projesinden sorumlu olarak bıraktı.

Kao İngiltere’deki Sheffield Üniversitesi’nde cam teknolojisi uzmanı olan Harold Rawson’a gitti ve kritik bir soru sordu: camın ne kadar şeffaf olabileceğini sordu. Özellikle, ışığın zayıflaması, kilometrelerce 20 desibele düşürülebilir mi, sinyallerin çoğaltılması gerekmeden önce birkaç kilometre yol kat edebilecek kadar düşük mü? Rawson öyle düşünmüştü, çünkü camdaki en fazla emilim impüriteden kaynaklanıyor. Kısa menzilli tıbbi amaçlar için ihtiyaç duyulan birkaç metreden daha camla ışığı göndermeye çalışmak için hiçbir neden olmadığı için hiç kimse bu tür yabancı maddelerin konsantrasyonunu azaltmaya fazla çaba sarf etmedi. Bu, Kao ve yardımcı yardımcısı George Hockham’ın fiber optik bir iletişim sisteminin nasıl çalışabileceğini özetleyen 1966 tarihli makalesinden birkaç önemli noktadan biriydi.

O zamanlardaki elyaf ihtimalini inceleyen tek kişi Kao ve Hockham değildi. Bell Labs’ta yaratıcı bir üretimi teşvik etmek için ünlü üst düzey yönetici olan Rudolf Kompfner, cam elyaflar yoluyla lazer ışınlarının gönderilme olasılığını da değerlendirdi. Ancak, o zaman, farklı bir soru sordu: Bugün mevcut en net cam elyafları ne kadar şeffafdı? Bu cevap kilometrede bin desibel düzeyindeydi, yani bir kilometrelik cam her fotonu etkili bir şekilde tüketen 10100 oranında ışığı hafifletecekti. Bell’in, metal duvarlarından sıçrayan ışıktan fazla kaybetmemesi için ayrıntılı bir mercek sistemi gerektirmesine rağmen Bell, içi boş optik dalga kılavuzlarıyla devam etmesinden şüphe yok.

İngiliz Savunma Bakanlığı ve İngiliz Posta Ofisinin telekomünikasyon şubesi Kao’nun önerisiyle ilgilendi. Ancak Kao, diğerlerine fiber optik iletişimin uygulanabilirliğini ikna etmek istedi. Davasını desteklemek için bulabileceği en saf cam örneği için var olan cam elyaflarının önüne geçti: Buhar biriktirme işlemi ile yapılan erimiş silika. Corning, N.Y.’de bulunan Corning Glass Works, yüksek sıcaklıklara dayanıklı malzeme geliştirmiş ancak optik özelliklerini detaylı olarak incelememişti. Kao’nun sıkı ölçümleri, eritilmiş silikanın Rawson’un tahmin ettiği kadar şeffaf olduğunu gösterdi.

Bir sonraki meydan okuma, erimiş silisyumun, hayati netliği koruyan ışığı yönlendiren liflere çekilmesiydi. 1970’de Corning’de Robert Maurer, Donald Keck, Peter Schultz ve Frank Zimar’dan oluşan bir grup, sadece 17 dB / km’lik bir zayıflama ile erimiş silikadan, Kao’nun orijinal hedefinin altına ışık yönlendiren elyaflar yaptı. Bell Labs ve diğerleri hayrete düştü. 1972’de Corning, yalnızca 4 dB / km’lik bir kayıpla daha güçlü bir lif yaptı ve 1979’da cam elyaf kaybı 0,2 dB / km kadar düştü. Fiber optik iletişim dramatik bir başarı ve küresel telekomünikasyon sisteminin belkemiğini oluşturdu.

Bell Labs, 1970’lerin başında veda etti. Planları, daha sonra 20 yıldır gelişmekte olan gömülü mikrodalga dalga kılavuzlarını tanıtmak ve sonuçta bunları içi boş optik dalga kılavuzlarıyla değiştirmekti. Fakat fiber yüksek kapasite sunmaktaydı ve kurulumu çok kolaydır ve herhangi biri ticari servise sokulmadan önce mikrodalga borularını havaya uçurmuştur. Eğer bu hantal içi boş tüpler işe yaransa bile, yüklemek oldukça pahalıydı ve bugünün fiber sistemlerinin kapasitesine hiç benzemezdi.

Fiberin başarısını mümkün kılan şey Kao’nun sorusu oldu. Yapılabileceklerin ne olduğunu, ne yapılmadığını sordu. Bu çok önemli bir farklılıktı, çünkü daha önce hiç kimse camı bu kadar şeffaf hale getirmeye çalışmadı. Hiç kimsenin camdan ışığı göndermesi gerekmiyordu. Corning, iyi bir servetle, güç ve termal özellikleriyle erimiş silikat geliştirmiş ve bunun sonucunda şirket, ultra şeffaf elyaf yapmaya başlamıştı. Neyin yapıldığını veya ne olduğunu sormadan önce dikkatlice düşünün.

Daha fazla bilgi için, laboratuvarda çalışan bir Hayat Bakanı olan Kao’nun videosunu inceleyin

364   Fesih    Fiber Optik  

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir