ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА теория и практика

История РАЗВИТИЯ ВОЛОКОННОЙ оптики

Вплоть до 1980-х гг. оптоволоконная технология не могла развиться до такой степени, чтобы стать коммерчески ценным продуктом для нужд связи. Однако развивающиеся международные стандарты связи предсказывали очень высокие требования к скорости передачи данных. Хотя нужная для них пропускная способность могла быть получена через традиционнее кабельные, микроволновые и спутниковые технологии, у последних имелось явное ограничение максимальных скоростей передачи данных. Оптоволоконные системы передачи предоставили требуемую огромную производительность, преодолев чреватые неприятностями ограничения.

Здесь приведено краткое хронологическое описание главных событий, формировав­ших развитие оптоволоконной связи.

Предыстория Ранние сообщества использовали для передачи цифровых сообщений на далекие расстояния сигнальные огни. Полибиус (Polybious), греческий математик, разработал метод кодирования букв с использованием огня, составив таблицу, где ряды таблицы обозначались одним набором огней, а столбцы таблицы - другим набором огней.

1700 Исаак Ньютон открыл дифракцию и возможность разложения света

на спектр различных цветов.

1790 Французский инженер Клод Шап (Claude Chappe) разработал первую

систему оптического телеграфа, используя семафоры. Сообщения передавались от одной возвышенности до другой посредством движения рычагов семафора. '

1800 Уильям, Гершель (William Hershel) открыл, что определенная часть

спектра света содержит инфракрасные лучи. Французский математик Августин Фреснель (Augustine Fresnel) разработал первую матема­тическую модель для объяснения свойств света. Его предложение базировалось на предпосылке, что свет состоит из синусоидальных волн. Физик Джеймс Максвелл (James Maxwell) заложил основы для разработки учения о распространении света в форме электромагнит­ных волн. Уравнения Максвелла до сих пор используются для объясне­ния поведения в передающих системах радио - и световых волн.

1854 Британский физик Джон Тиндалл (John Tyndall) провел эксперимент,

в котором он передавал свет вдоль струи падающей воды, демон­стрируя передачу сигнала путем полного вкутреннего отражения.

1880 Знаменитый изобретатель Александр Белл (Alexander Bell) изобрел

устройство, названное фотофоном, которое содержало сделанную из отражающего материала мембрану. Когда звук заставлял мембрану вибрировать, она модулировала падающий на нее световой пучок и отражала его вдаль. Отраженный свет мог быть затем демодулирован с использованием другого фотофона. Используя этот метод, Белл смог установить связь на расстоянии вплоть до 213 м. Американский инженер Уильям Уилер (William Wheeler) разработал систему освещения здания на основе ряда каналов и протоков. Свет вводился с одного конца, и све­товые лучи за счет внутреннего отражения проходили сквозь каналы к их концам, излучались в комнаты и рассеивались. Хотя система, возможно, никогда не работала эффективно, идея была здравая и в конечном счете способствовала появлению оптоволоконной связи.

1907 Химик Раунд (Round) открыл, что при определенных углах падения

(forward biasing) на различные типы кристаллов карбида кремния они излучали желтый, зеленый, оранжевый или голубой свет.

1910 Два физика, Хондорс (Hondors) и Дейб (Deybe), опубликовали важную ^

работу по передаче электромагнитных волн в твердых диэлектриках.

1923 Физик Лосев разработал светодиод (LED).

1927 Инженер Берд (Baird) предложил использовать непокрытые волокна

при передаче изображений в телевидении.

1934 Инженер фирмы AT&T Норман Френч (Norman French) впервые запа­

тентовал идею передачи сигналов связи по тонкому стеклянному волок­ну. В то время не было доступных прозрачных материалов с достаточно низким ослаблением, чтобы технология оказалась осуществимой.

1955 Инженер фирмы RCA Бронштейн (Braunstein) разработал на основе арсената галлия устройство, которое излучало инфракрасный сигнал.

1956 Американская компания NS Карапу впервые использовала 'термин «волоконная оптика» («fiber optics»). Ей принадлежит честь первого изобретения стеклянного стержня.

1960 Теодор Мейман (Theodore Maiman), инженер из фирмы Hughes

Aircraft, разработал первый действующий газовый лазер. Фирмы IBM, General Electric и Массачусетский технологический институт (MIT) примерно в одно время разработали инжектирующие лазерные диоды (injection laser diodes).

1966 ' Два исследователя в Харлоу (Harlow) разработали стеклянное волокно

с ослаблением (attenuation) приблизительно 1000 дБ/км.

1970 Компания Coming Glass Works разработала методику производства

стеклянных волокон, подавляющую ослабление до 20 дБ/км. Фирмы Bell laboratories, RCA и ученые Советского Союза разработали инжек­торные полупроводниковые лазеры постоянного действия.

1972 Ослабление сигнала в оптических волокнах было снижено до 4 дБ/км.

1976 Компания Rediffusion развернула первую коммерческую оптоволокон­

ную систему для передачи аналоговых телевизионных сигналов.

1980 ' Коммерческое распространение оптоволоконных систем связи.