211service.com
Rita optiska fibrer
Idag verkar de optiska fibrerna som bär telefonsamtal och internettrafik (liksom bilder av patienternas interiörer genom endoskop) ha funnits för alltid. Faktum är att den grundläggande idén med att använda glasstavar för att styra ljus går tillbaka åtminstone till 1840-talet. Men problemet med att göra en glasyta slät nog att överföra ljus tog mer än ett sekel att lösa. I slutändan var det en gamble på helgen som gav resultat.
Fibrer börjar släta, men när de buntas ihop för att överföra bilder eller annan data, repar deras ytor varandra och låter ljuset sippra ut. Forskare trodde att en beklädnad, eller isolering, gjord av ett material som är mindre optiskt tätt än glas, skulle reflektera ljuset tillbaka inuti fibrerna. Men försök med material från margarin till bivax gjorde alla besvikelser.
Den här historien var en del av vårt novembernummer 2001
- Se resten av frågan
- Prenumerera
Sedan hade Larry Curtiss en brainstorm. 1956 var Curtiss junior vid University of Michigan och arbetade med att bygga ett flexibelt fiberoptiskt endoskop för att undersöka magen. När nakna fibrer inte fungerade, undrade han om det kunde lindas in dem i en annan typ av glas. Han visste att eftersom glasrören som användes i kemilaboratorier var mindre optiskt täta än stavarna han testade, borde det fånga ljus inuti fiberns kärna. Hans idé var att skjuta in kärnstången i sådana rör, smälta ihop dem och sedan dra ut glasklädda fibrer från det heta materialet. Men flera fysikprofessorer sa till honom att glasbeläggningen skulle spricka, vilket gör den värdelös. De föreslog att han skulle hålla sig till plast istället.
Den 8 december 1956 åkte professorerna till en konferens, så Curtiss bestämde sig för att prova glasröret. Han smälte den runt en stång och gick bort från ugnen och drog ut en tunn glasfiber. Jag var 40 fot ner i korridoren, och jag kunde fortfarande se glöden från fibern, minns Curtiss. Fibern överförde ljus hela vägen ner i korridoren - mycket längre än nödvändigt för ett endoskop. Curtiss samlade sina tidiga fibrer genom att linda dem runt havregrynslådor som den ovan. Inom 10 veckor hade gastroenterologen Basil Hirschowitz undersökt en patients sår genom ett endoskop tillverkat av de nya fibrerna.
Fiberoptisk medicinsk bildbehandling var avstängd. I början av 1960-talet började kommunikationsforskare använda glasklädda fibrer för att överföra röstdata. Men medan Curtiss väsentliga idé stämde, måste fibrerna som används i kommunikation göras av mycket renare glas med hjälp av annan teknik - så patentet han fick sträckte sig inte till det området. Baserad i Concord, MA, arbetar Curtiss fortfarande som konsult inom optisk fiber.