ฉันหวังว่าคุณจะไม่ต้องให้ฉันเตือน แต่วันจันทร์ที่ 16 พฤษภาคม 2022 เป็นวันแห่งแสงสว่างสากลครั้ง ที่ห้า เป็นวันครบรอบของการดำเนินการเลเซอร์ที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกเมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม พ.ศ. 2503 โดยนักฟิสิกส์และวิศวกรTheodore Maimanที่Hughes Research Laboratoriesในแคลิฟอร์เนีย ในบรรดา“วันสากล” มากมาย ในปฏิทิน สำหรับผมแล้ว นี่เป็นวันที่สำคัญที่สุด
เนื่องจากเลเซอร์
มีความสำคัญต่อการสื่อสารดิจิทัล การแพทย์ สเปกโทรสโกปี และสาขาอื่นๆ อีกนับไม่ถ้วนอย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษในครั้งนี้คือเรากำลังอยู่ในช่วงกลางปีแห่งกระจกสากลปี 2022 ตอนนี้ฉันรู้แล้วว่าแก้วเป็นวัสดุที่น่าสนใจในหลาย ๆ ด้าน แต่การใช้งานที่น่าสนใจที่สุดนั้นเกิดจากการที่แสงสามารถส่อง
ผ่านได้ง่ายมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดัชนีการหักเหของแสงของแก้วสามารถควบคุมได้โดยการปรับแต่งธรรมชาติและจำนวนของสารเติมแต่งเพื่อให้เกิดสิ่งที่น่าอัศจรรย์มากยิ่งขึ้น หากปราศจากใยแก้วนำแสง โลกคงจะเป็นสถานที่ที่ยากจนกว่านี้มาก
Physics Worldมีปัญหาพิเศษเกี่ยวกับแก้วที่วางแผนไว้สำหรับเดือนหน้า แต่ขอให้ฉันเข้าใจอารมณ์ของคุณด้วยการไตร่ตรองว่าไฟเบอร์ออปติกที่ทำจากแก้วมีมาไกลแค่ไหนตั้งแต่วันแรก ๆ ของเลเซอร์ ความก้าวหน้าดังกล่าวแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนเมื่อสองปีก่อน เมื่อนักวิจัยจากญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา
และฝรั่งเศสส่งข้อมูลหนึ่งเพตะบิต (หนึ่งล้านกิกะบิต) ต่อวินาทีผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแบบมัลติคอร์แบบซิงเกิลคอร์เป็นระยะทาง 23 กม. ซึ่งทำลายสถิติเดิมที่ 0.4 เพตะบิตต่อวินาที ซึ่งถือว่าน่าทึ่งเมื่อคุณคิดว่าระบบเชิงพาณิชย์ระบบแรกในช่วงปลายทศวรรษ 1970 สามารถทำได้เพียง 6 เมกะบิตต่อวินาที
ย้อนเวลากลับไปทั้งหมดนี้ แตกต่างจาก เลเซอร์เครื่องแรกของ Maimanซึ่งประกอบด้วยทรงกระบอกทับทิมสังเคราะห์เส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม. และยาว 1.5 ซม. ปลายเคลือบด้วยเงินเพื่อสร้าง “โพรง Fabry-Perot” ที่สะท้อนแสงได้บางส่วน เมื่อ Maiman สูบแท่งทับทิมด้วยแสงจากโคมไฟถ่ายภาพ
เขาสร้างพัลส์เลเซอร์สีแดงเข้ม
ขนาด 694 มม. เมื่อหลักการพื้นฐานเหล่านี้ได้รับการพิสูจน์และเข้าใจแล้ว นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถสร้างเลเซอร์จากวัสดุหลายประเภท รวมถึงเซมิคอนดักเตอร์สำหรับใยแก้วนำแสงนั้นผลิตขึ้นครั้งแรกในปี 1954 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ Abraham van Heel เมื่อเขาหุ้มใยแก้วเปล่าด้วยการเคลือบโปร่งใส
การหุ้มนี้มีดัชนีการหักเหของแสงต่ำกว่าเส้นใย ทำให้ป้องกันแสงไม่ให้เล็ดลอดออกมา เส้นใยดึกดำบรรพ์เหล่านั้นมีแกนขนาดใหญ่และถูกใช้เพื่อสร้าง “กล้องไฟเบอร์สโคป” ที่สามารถมองเห็นมุมกลมและมองเข้าไปในร่างกายได้ อย่างไรก็ตาม พวกเขาสูญเสียสัญญาณอย่างรวดเร็ว
โดยมีการลดทอนมากกว่า 1,000 เดซิเบลต่อเมตร (db/m) ซึ่งแย่กว่าเส้นใยที่ดีที่สุดในปัจจุบันประมาณเจ็ดลำดับ ที่Standard Telecommunication Laboratoriesใน Harlow สหราชอาณาจักรCharles Kaoและเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นอย่างมีชื่อเสียงว่าการสูญเสียสูงของสายไฟเบอร์ออปติก
ในยุคแรกๆ นั้นเกิดจากสิ่งเจือปนในแก้ว มากกว่าปัญหาพื้นฐานใดๆ ของการกระเจิงของแสงในแก้ว แก้วนั่นเอง ในความเป็นจริง Kao และ George Hockham สรุปในปี 1965ว่าขีดจำกัดล่างของการลดทอนแสงในกระจกอยู่ที่ต่ำกว่า 20 dB/km การที่ลวดทองแดงมีมูลค่าน้อยกว่า
หมายความว่าสามารถสื่อสารด้วยแสงได้ หากสามารถผลิตแก้วที่มีการสูญเสียต่ำได้เมื่อ Kao เสนอเป็นครั้งแรกว่าใยแก้วนำแสงสามารถแทนที่ทองแดงสำหรับการสื่อสารทางไกล ความคิดของเขาถูกเยาะเย้ย โดยไม่มีใครขัดขวาง คาโอและเพื่อนร่วมงานมุ่งหน้าต่อไป และในปี พ.ศ. 2512
เขาได้วัดการสูญเสียที่แท้จริงของซิลิกาที่ นี่เป็นหลักฐานชิ้นแรกของแก้วที่โปร่งใสเป็นพิเศษ ซึ่งเปิดประตูสู่อุตสาหกรรมไฟเบอร์ออปติกสมัยใหม่อย่างที่เราทราบกันดี คาโอซึ่งเสียชีวิตในปี 2561 ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี 2552 จาก ความสำเร็จของเขา
ในขณะเดียวกันเทคโนโลยีเลเซอร์ก็ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วเช่นกัน ชิปเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกได้รับการพัฒนาในปี 2513 และเลเซอร์ป้อนกลับแบบกระจายความยาวคลื่นแคบ (DFB) ตัวแรกถูกสร้างขึ้นในอีกสองปีต่อมา ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 ระบบการสื่อสารด้วยแสงสามารถใช้ประโยชน์
จากการสูญเสียเส้นใยต่ำที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด ซึ่งต่ำกว่า 0.47 dB/km สำหรับแสงที่ 1250 นาโนเมตร มีการค้นพบหน้าต่างการสูญเสียที่ต่ำกว่าในเส้นใยแก้วนำแสงที่ 1,550 นาโนเมตร และในปี พ.ศ. 2521 บริษัท NTT ของญี่ปุ่นได้สร้างเส้นใยที่มีการสูญเสียเพียง 0.2 เดซิเบล/กม.
ข้ามมหาสมุทร
ภายในปี พ.ศ. 2531 ได้มีการวางสายเคเบิลใยแก้วนำแสงข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก(TAT-8) สายแรก ซึ่งส่งข้อมูลในอัตรา 280 Mbit/s (เทียบเท่ากับวงจรโทรศัพท์ 40,000 สาย) ระหว่างสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และฝรั่งเศส (สาย 8 ในชื่อระบุว่า เป็นสายเคเบิลเส้นที่แปดที่ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก)
ความก้าวหน้าที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการพัฒนาเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ที่เจือด้วยเออร์เบียม (EDFA) โดยทีมที่นำโดยDavid Payneจาก University of Southampton และEmmanuel Desurvireที่ Bell Labs ในปี 1986 และ 1987 ปฏิบัติการที่ 1,550 นาโนเมตร
พวกเขาสัญญาว่าจะผลิตไฟเบอร์ระยะไกล ระบบมีราคาถูกลงโดยการลดหรือกำจัดทั้งหมด – ความจำเป็นในการทำซ้ำแบบออปติคอล-ไฟฟ้า-ออปติคอล จำนวนข้อมูลที่สามารถส่งลงไฟเบอร์ได้เพิ่มขึ้นด้วยการพัฒนามัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น (WDM) ซึ่งช่วยให้ไฟเบอร์สามารถส่งแสงเลเซอร์สีต่างๆ ได้พร้อมกัน ภายในปี พ.ศ. 2539 สายเคเบิลข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก TAT-12
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> ยูฟ่าสล็อต
