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高锟2009年诺贝尔物理学奖获得者,“光纤通信”的发明者

诺贝尔奖 2024-01-25 09:28:08 嘞嘞

高锟(Charles Kuen Kao),1933年11月4日出生于中国上海,是一位华裔英国物理学家,被誉为“光纤之父”。他因在光纤通信领域的开创性研究和重大贡献而获得了2009年的诺贝尔物理学奖。瑞典皇家科学院于2009年10月6日宣布,将当年的诺贝尔物理学奖授予高锟以及两位美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。

获奖原因

高锟在上世纪六十年代对光纤材料传输光信号的研究中取得了突破性进展,他预测并证明了玻璃纤维可以用于长距离、高效率传输信息,并提出了通过降低光纤杂质以大幅提高光信号传输损耗的方法。这一理论和技术上的革新为全球光纤通信网络的发展奠定了基础,极大地推动了互联网和其他现代通信技术的进步。由于其在光纤通信领域不可磨灭的贡献,高锟因此荣获了包括诺贝尔物理学奖在内的多项国际科学大奖。

科研综述

从1957年开始,高锟即从事光导纤维在通讯领域运用的研究。1964年,他提出在电话网络中以光代替电流,以玻璃纤维代替导线。1965年,高锟与霍克汉姆共同得出结论,玻璃光衰减的基本限制在20dB/km以下(分贝/千米,是一种测量距离上信号衰减的方法),这是光通信的关键阈值。然而,在此测定时,光纤通常表现出高达1000分贝/千米甚至更多的光损耗。这一结论开启了寻找低损耗材料和合适纤维以达到这一标准的里程。

1966年,高锟发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文,开创性地提出光导纤维在通信上应用的基本原理,描述了长程及高信息量光通信所需绝缘性纤维的结构和材料特性。简单地说,只要解决好玻璃纯度和成分等问题,就能够利用玻璃制作光学纤维,从而高效传输信息。这一设想提出之后,有人称之为匪夷所思,也有人对此大加褒扬。但在争论中,高锟的设想逐步变成现实:利用石英玻璃制成的光纤应用越来越广泛,全世界掀起了一场光纤通信的革命。

高锟在光通信工程和商业实现的早期发挥了主导作用。1969年,高锟测量了4分贝/千米的熔融二氧化硅的固有损耗,这是超透明玻璃在传输信号有效性的第一个证据。在他的努力推动下,1971年,世界上第一条1公里长的光纤问世,第一个光纤通讯系统也在1981年启用。

在20世纪70年代中期,高锟对玻璃纤维疲劳强度进行了开创性的研究。在被任命为国际电话电报公司首位执行科学家时,高锟启动了“Terabit技术”(“兆兆位技术”)计划,以解决信号处理的高频限制,因此高锟也被称为“Terabit技术理念之父”。

高锟还开发了实现光纤通讯所需的辅助性子系统。他在单模纤维的构造、纤维的强度和耐久性、纤维连接器和耦合器以及扩散均衡特性等多个领域都作了大量的研究,而这些研究成果都是使信号在无放大的条件下,以每秒亿兆位元传送至距离以万米为单位的成功关键。

来源:百度百科
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