Como a fibra óptica foi inventada

Fibra óptica é a transmissão contida da luz através de longas hastes de fibra de vidro ou plástico. A luz viaja pelo processo de reflexão interna. O meio do núcleo da haste ou cabo é mais refletivo do que o material ao redor do núcleo. Isso faz com que a luz continue sendo refletida de volta ao núcleo, onde pode continuar a viajar pela fibra. Os cabos de fibra ótica são usados ​​para transmitir voz, imagens e outros dados perto da velocidade da luz.

Os pesquisadores da Corning Glass, Robert Maurer, Donald Keck e Peter Schultz, inventaram o fio de fibra ótica ou "fibras ópticas de guia de onda ópticas" (patente nº 3.711.262) capaz de transportar 65.000 vezes mais informações do que o fio de cobre, através do qual as informações transportadas por um padrão de ondas de luz poderiam ser decodificadas em um destino até mil milhas longe.

Os métodos e materiais de comunicação por fibra óptica inventados por eles abriram as portas para a comercialização de fibra óptica. Do serviço telefônico de longa distância

• 1854: John Tyndall demonstrou à Royal Society que a luz podia ser conduzida através de um fluxo curvo de água, provando que um sinal de luz podia ser distorcido.
• 1880: Alexander Graham Bell inventou o seu "Photophone, "que transmitiu um sinal de voz em um feixe de luz. Bell focalizou a luz do sol com um espelho e depois falou sobre um mecanismo que vibrava no espelho. Na extremidade receptora, um detector captou o feixe vibratório e o decodificou novamente em voz, da mesma forma que um telefone com sinais elétricos. No entanto, muitas coisas - um dia nublado, por exemplo - podem interferir no fotofone, fazendo com que Bell pare qualquer pesquisa adicional com esta invenção.
• 1880: William Wheeler inventou um sistema de tubos de luz revestidos com um revestimento altamente reflexivo que iluminava as casas usando a luz de uma lâmpada de arco elétrico colocada no porão e direcionando a luz ao redor da casa com o tubos.
• 1888: A equipe médica de Roth e Reuss de Viena usava hastes de vidro dobrado para iluminar as cavidades do corpo.
• 1895: O engenheiro francês Henry Saint-Rene projetou um sistema de barras de vidro dobrado para guiar imagens de luz em uma tentativa de televisão inicial.
• 1898: Americano David Smith solicitou uma patente em um dispositivo de haste de vidro dobrado para ser usado como uma lâmpada cirúrgica.
• 1920: inglês John Logie Baird e americano Clarence W. Hansell patenteou a idéia de usar matrizes de hastes transparentes para transmitir imagens para televisão e fax, respectivamente.
• 1930: O estudante de medicina alemão Heinrich Lamm foi a primeira pessoa a montar um feixe de fibras ópticas para transmitir uma imagem. O objetivo de Lamm era olhar para dentro de partes inacessíveis do corpo. Durante suas experiências, ele relatou transmitir a imagem de uma lâmpada. A imagem era de baixa qualidade, no entanto. Seu esforço para registrar uma patente foi negado por causa da patente britânica de Hansell.
• 1954: holandês cientista Abraham Van Heel e o cientista britânico Harold H. Hopkins escreveu separadamente artigos sobre pacotes de imagens. Hopkins relatou feixes de imagens de fibras não revestidas, enquanto Van Heel relatou feixes simples de fibras folheadas. Ele cobriu uma fibra nua com um revestimento transparente de um índice de refração mais baixo. Isso protegeu a superfície de reflexão da fibra contra distorções externas e reduziu bastante a interferência entre as fibras. Na época, o maior obstáculo para o uso viável de fibra ótica estava na obtenção da menor perda de sinal (luz).
• 1961: Elias Snitzer, da American Optical, publicou uma descrição teórica das fibras monomodo, uma fibra com um núcleo tão pequeno que podia transportar luz com apenas um modo de guia de ondas. A ideia de Snitzer era boa para um instrumento médico que olha dentro do ser humano, mas a fibra tem uma leve perda de um decibel por metro. Os dispositivos de comunicação precisavam operar a distâncias muito maiores e exigiam uma perda de luz não superior a dez ou 20 decibéis (uma medida de luz) por quilômetro.
• 1964: Uma especificação crítica (e teórica) foi identificada pelo Dr. C.K. Kao para longo alcance comunicação dispositivos. A especificação era de dez ou 20 decibéis de perda de luz por quilômetro, que estabeleceu o padrão. Kao também ilustrou a necessidade de uma forma mais pura de vidro para ajudar a reduzir a perda de luz.
• 1970: Uma equipe de pesquisadores começou a experimentar sílica fundida, um material capaz de extrema pureza com alto ponto de fusão e baixo índice de refração. Os pesquisadores da Corning Glass Robert Maurer, Donald Keck e Peter Schultz inventaram fios de fibra óptica ou "Fibras ópticas de guia de onda" (patente nº 3.711.262) capazes de transportar 65.000 vezes mais informações do que fio de cobre. Esse fio permitia que as informações transportadas por um padrão de ondas de luz fossem decodificadas em um destino a até mil quilômetros de distância. A equipe resolveu os problemas apresentados pelo Dr. Kao.
• 1975: O governo dos Estados Unidos decidiu conectar os computadores na sede da NORAD em Cheyenne Mountain usando fibra óptica para reduzir a interferência.
• 1977: A primeira óptica Telefone sistema de comunicação foi instalado a cerca de 2,4 km no centro de Chicago. Cada fibra óptica carregava o equivalente a 672 canais de voz.
• No final do século, mais de 80% do tráfego de longa distância do mundo era transportado por cabos de fibra óptica e 25 milhões de quilômetros do cabo. Os cabos projetados por Maurer, Keck e Schultz foram instalados em todo o mundo.

As seguintes informações foram enviadas por Richard Sturzebecher. Foi originalmente publicado na publicação Army Mon "Message Monmouth".

Em 1958, no US Army Signal Corps Labs em Fort Monmouth, Nova Jersey, o gerente da Copper Cable and Wire odiava os problemas de transmissão de sinal causados ​​por raios e água. Ele incentivou o gerente de pesquisa de materiais Sam DiVita a encontrar um substituto para cobre fio. Sam achou que os sinais de vidro, fibra e luz poderiam funcionar, mas os engenheiros que trabalhavam para Sam disseram que uma fibra de vidro quebraria.

Em setembro de 1959, Sam DiVita perguntou ao segundo tenente Richard Sturzebecher se ele sabia escrever a fórmula para uma fibra de vidro capaz de transmitir sinais de luz. DiVita soube que Sturzebecher, que cursava a Escola de Sinais, derretera três sistemas de vidro triaxial usando SiO2 para sua tese de 1958 na Universidade Alfred.

Sturzebecher sabia a resposta. Enquanto estiver usando um microscópio para medir o índice de refração dos óculos de SiO2, Richard desenvolveu uma forte dor de cabeça. Os pós de vidro de 60% e 70% de SiO2 sob o microscópio permitiram que quantidades cada vez maiores de luz branca brilhante passassem através da lâmina do microscópio e entrassem em seus olhos. Lembrando a dor de cabeça e a luz branca brilhante do alto SiO2 vidroSturzebecher sabia que a fórmula seria SiO2 ultra pura. Sturzebecher também sabia que a Corning produzia pó de SiO2 de alta pureza ao oxidar SiCl4 puro em SiO2. Ele sugeriu que DiVita usasse seu poder para conceder um contrato federal à Corning para desenvolver a fibra.

O DiVita já havia trabalhado com o pessoal de pesquisa da Corning. Mas ele teve que tornar pública a ideia, porque todos os laboratórios de pesquisa tinham o direito de licitar um contrato federal. Assim, em 1961 e 1962, a idéia de usar SiO2 de alta pureza para uma fibra de vidro para transmitir luz foi divulgada publicamente em uma solicitação de licitação a todos os laboratórios de pesquisa. Como esperado, a DiVita adjudicou o contrato à Corning Glass Works em Corning, Nova York em 1962. O financiamento federal para fibra óptica de vidro na Corning foi de cerca de US $ 1.000.000 entre 1963 e 1970. Signal Corps O financiamento federal de muitos programas de pesquisa em fibra óptica continuou até 1985, semeando assim indústria e tornando a indústria multibilionária de hoje que elimina o fio de cobre nas comunicações realidade.

DiVita continuou a trabalhar diariamente no Corpo de Sinal do Exército dos EUA no final dos anos 80 e se ofereceu como consultor em nanociência até sua morte aos 97 anos em 2010.