W zeszłym roku Komitet Noblowski przyznał dwie nagrody z fizyki. Jedna z nich została przyznana Charlesowi Kao za "przełomowe osiągnięcia dotyczące transmisji światła we włóknach optycznych na duże odległości", druga natomiast przypadła W. Boyleowi i G. Smithowi za wynalezienie matrycy CCD.
Dzięki badaniom przeprowadzonym przez chińskiego fizyka nastąpił gwałtowny rozwój technologii światłowodowej. Pierwsze doświadczenia z prowadzeniem wiązki światła we włóknach szklanych były wykonane w roku 1870. Dzięki zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia możliwe było prowadzenie we wnętrzu włókna fali świetlnej, jednak transmisja na dalsze odległości była niemożliwa. Wynikało to z wysokiego tłumienia fali świetlnej, sięgającego nawet 100 dB na kilometr (obecnie są to wielkości rzędu 0,2 dB/km).
Sytuacja uległa radykalnej zmianie w 1966 roku, kiedy Charles Kao opublikował wyniki badań i wskazał źródła tłumienia. Udowodnił, że występujące w włóknach zanieczyszczenia jonami wodorotlenowymi oraz jonami takich pierwiastków jak: żelazo, miedź czy kobalt są główną przyczyną tłumienia światła. W pracy udowodnił także, że wartość tłumienia wynika z rozproszenia energii występującej na niejednorodnościach struktury szkła. Dzięki publikacji Charlesa Kao już w 1970 roku udało się uzyskać pierwsze włókna czystego szkła, pozbawionego wspomnianych zanieczyszczeń.
Obecnie szybkie sieci światłowodowe łączą cały świat, umożliwiając komunikację i przesyłanie gigantycznych ilości informacji między najodleglejszymi miejscami. To dzięki nim możemy błyskawicznie porozumiewać poprzez internetsię ze znajomymi zza oceanu.
Instalacje światłowodowe zaczynają być cenowo konkurencyjne w stosunku do tradycyjnego okablowania, natomiast przewyższają go wydajnością transmisji. Coraz częściej doprowadzane są bezpośrednio do użytkownika końcowego (FTTH - Fiber To The Home).
S. Willard Boyle i George E. Smith stworzyli odpowiednią technologię obrazowania przy użyciu czujnika cyfrowego CCD. Wykorzystali do tego opisany przez Einsteina efekt fotoelektryczny. Czujniki CCD są dziś wykorzystywane w kamerach i aparatach fotograficznych.
A jakie będą w tym roku nagrodzone Noblem odkrycia?
Inne tematy w dziale Technologie
