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9月23日消息,諾貝爾物理學獎得主、“光纖之父”高錕逝世,享年84歲。

香港中文大學官網

出生於上海書香門第的高錕,從小就表現出了對無線電的興趣。中學時期,考上香港大學,選修電機工程專業,後來又遠赴英國格林威治大學就讀。在國際電話電報公司任職期間,發表了一篇《光頻率介質纖維表面波導》的論文,提出光纖傳播的損耗主要是由於材料所含的雜質引起,並非玻璃介質本身,也就是把損耗降低到20dB/公里,這樣的光纖就能用來通信。

光導傳播現象

然而,像所有曾經改變過世界卻默默無聞的科學家們一樣,這個理論在當時並沒有獲得認可,甚至還有媒體評價“癡人說夢”。畢竟在1966年,當時主流想法是光纖只能用在短距離的照明上,拿來做遠距離通訊的話,簡直是天方夜譚。

但是他沒有放棄,隻身跑遍了世界各地的大型玻璃生產企業,說服他們開展相關的研究。終於在高錕的不懈堅持下,業界終於開始消除光纖通信的疑慮,終於在四年後,美國康寧公司真就造出來了20dB/公里的光纖(沒錯,就是造大猩猩玻璃的康寧)。從此,光纖才真正開始應用於光纖通信。

直到2009年,76歲高齡的高錕榮獲當年的諾貝爾物理學獎,用來紀念他在光學通訊上所作的貢獻。

光導棒玩具

說起光纖來,在我記憶中最早接觸光纖是在幼稚園的時候,不出意外的話,應該是某一年的正月十五,因為過完年街上賣各種各樣的花燈,我看中了一個當時看著像閃光掃把一樣的東西,五顏六色的,每一根都在發光,當時就覺得很神奇,鵝妹子嚶。直到我爸給我看到打開後的樣子,塑料管本身不發光,發光的是裡面的白燈,細細地給我講這是因為光會透過透明塑料管,管是紅色就發紅光,藍色就是藍光。知曉真相後的我,幼小心靈受到了極大的衝擊,都是賴鵝,後來學了初中物理才知道這叫光導纖維。

跟坎坷不平的高錕光纖之路相比,國內光纖的誕生更是舉步維艱。這時就不得不說一下,“中國光纖之父”趙梓森。

拉製光纖(右二 趙梓森)

作為當時國家科研項目“雷射大氣傳輸通信”的技術負責人,在一次取得成功之後,他意識到雷射傳輸並不理想,因為遇到陰雨氣象就無法正常工作了。當時是在1973年,聽說玻璃絲(光纖)能夠通信後,趙梓森就去看了看高錕的論文《光頻介質波導》,認為光纖通信有巨大的發展潛力。

但在70年代特殊時期,想要將一個當時聽起來是笑話的想法,提到國家科研項目上,其困難程度不用多說你們也能感受到。在拜訪到訪美歸來的錢偉長教授後,得知美國光纖通信已取得突破性進展,深深地感受到事不宜遲。

高錕與趙梓森

在趙梓森不遺余力地呼籲下,國務院科技辦公室終於同意將光纖項目列為國家項目。在獲得支持後,另一個問題又來了,經費。起步階段,沒有太多的錢,只有幾個人的團隊和一間緊挨的清洗間。就這樣開啟了中國的“光纖之旅”。

趙梓森(左二)與同事討論石英玻璃熔煉

按照趙梓森提出的方案,光纖通信的三個基本要素:光纖、雷射器和通信機,在當時落後的工藝條件下,一個都沒有。技術封鎖下,也搞不來洋貨,怎麽辦?

“土法炮製”,用最常見的設備(電爐、酒精燈等)、最簡單的工藝(燒烤)和最基礎的原料(四氯化矽、氧氣),經過1年多時間熔煉出高純度的石英玻璃。又用舊車床製造出一台光纖拉絲機,終於在1977年3月成功拉製出了我國第一根光纖(長度17米,損耗300dB/km)。在後兩年的不斷改進下,也拉製出達到實踐要求的光纖。

你可能也拉製過光纖,不過損耗率可能有點高。

最後解決雷射器和通信機的需求之後,終於在1982年12月31日,架成了中國第一個實用化的光纖通信“八二工程”。不過,這對於現在光纖入戶的條件來說,還有一個核心問題,產能。光靠我們的設備和技術是能造出合格的光纖,但是考慮到國土面積和工業基礎問題,還是引進了外來技術和設備,才完成了今天光纖製造世界第一的成績。

偏遠地區常見的標語

不過,雖然有如此成績,但與國際相比,我們還有很長的路要走。2016年光博會期間,趙梓森就表示“中國當前面臨光纖生產能力過剩的挑戰。但上等光器件還是不足,仍然需要進口”。

還記得“多圖殺貓”嗎,每上一次網,就有一隻“貓”被殺害。

除了要提高光通信產業的核心技術外,對於光纖入戶的受用者來說,最值得關注的是ADSL撥號時代留下來的缺陷,什麽時候解決上下行帶寬不對稱的問題。

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