Charles Kuen Kao (1933-2018)

Charles Kao

Kreditní: Instituce Inženýrství a Technologie Archiv

Dnes, optické kabely nést více než 95% všechna digitální data po celém světě, je základem Internetu. V roce 1966 to byl Kuen Charles Kao (Charlie svým kolegům), kdo navrhl použití optických vláken jako univerzálního média pro komunikaci a vypočítal, jak by to mohlo být provedeno. Vzhledem k základní technologii, která byla v té době k dispozici, to byl skok představivosti, hraničící se sci-fi. Za tuto práci získal Kao v roce 2009 podíl na Nobelově ceně za fyziku.

Kao se narodil 4. listopadu 1933 v Šanghajské vysoké společnosti, akademickému právníkovi otci a matce básníka. Introvertní a podivínský, Kao byl vzděláván doma se svým mladším bratrem Timothym, než šel do francouzštiny – a anglicky mluvící školy. V roce 1953 se přestěhoval do Anglie studovat na Woolwich Polytechnic (nyní University of Greenwich v Londýně).

Absolvování v elektrotechnice v roce 1957, nastoupil Standardní Telefony a Kabely, která je součástí konglomerátu Mezinárodní Telefonní & Telegrafní (ITT). Tam se setkal se svou ženou, kolegou inženýrem Gwen Mae-wan Wong. Otočil se docentura v Loughborough Polytechnic, velké BRITÁNII, dělat průmyslový Doktorát z výzkumu společnosti ruku — Standardní Telekomunikační Laboratoří (STL) v Harlow, spojené KRÁLOVSTVÍ. Podobné Bell Labs ve Spojených Státech (i když méně dobře finančně), STL byl dětský pokoj pro budoucí akademické a průmyslové vůdců, opojné s tvořivost, kamarádství a vynalézavost. Kao se připojil ke skupině Toni Karbowiak a spolupracoval s dalším britským průkopníkem telekomunikací, Alecem Reevesem.

v té době telekomunikace používaly koaxiální elektronické kabely nebo vysílaly rádiové signály ve frekvenčním rozsahu megahertzů. Rostoucí poptávka pro přenos informací znamenalo stěhování do vyšší, mikrovlnná trouba frekvence (ghz), s hlavní výzkumné programy nastavit po celém světě najít způsob, jak vést signály od zdroje k cíli. Technologie front-runner byl duté kovové vlnovody, propagoval v roce 1950 Harold Barlow, kao externí PhD supervizor na University College London. Nákladné a nepraktické, tyto kovové trubky musely být položeny v přímých liniích. Karbowiak, ostřílený mikrovlnný inženýr a bývalý doktorand Barlow, věděl, že jsou potřeba nové nápady.

na počátku šedesátých let, stejně jako laser, Karbowiak požádal Kao, aby se podíval na optický Analog mikrovlnného vlnovodu. Optické signály mají ještě vyšší frekvenci (stovky terahertzů), a tak mohou nést více informací. Myšlenka vytvořit vlnovod pro přenos světla přes stovky kilometrů byla dechberoucí. Znamenalo to zmenšení vlnovodu z několika centimetrů na něco tak tenkého jako lidský vlas, široký asi 100 mikrometrů. Sklo bylo nejvíce opticky transparentní materiál známý, a měl tu výhodu, že je potenciálně flexibilní a odolný vůči blesku. Ale mohlo by to být dostatečně čisté a jasné? George Hockham, talentovaný mladý teoretik, byl přidělen na pomoc Kao.

začali pragmaticky; vzhledem k výkonu je k dispozici od prvních laserů času, citlivost detektorů, a vzdálenost mezi UK telekomunikační spínací centra, oni spočítali, že signál může dovolit ztratit pouze 20 decibelů (logaritmické měřítko výkonu) na počet ujetých kilometrů — což odpovídá 99% ztrátu výkonu po 1 km. To byl ambiciózní cíl: nejlepší brýle v té době měly ztráty asi 1098krát větší, kolem 1 000 dB km–1. Kao systematicky analyzoval absorpci, odraz a rozptyl různých skel, zatímco Hockham provedl výpočty rozměrů vlnovodu. Jejich mezník z roku 1966 dospěl k závěru, že úkol, i když obtížný, byl teoreticky možný (K. C. Kao a G. a. Hockham Proc. Inst. Elektr. Inženýrství. 113, 1151–1158; 1966).

papír šel téměř bez povšimnutí, s výjimkou výzkumné laboratoře ve velké BRITÁNII General Post Office (telekomunikační rameno, který se později stal British Telecom, nyní BT) a Ministerstvo Obrany. Obě organizace zřízené výzkumné programy v této oblasti, přitahuje představa, nižší-cost alternativu k mikrovlnné vlnovody.

ale byla zde velká skepse — propast mezi teorií a praxí byla obrovská. Aby přesvědčil ostatní, změřil Kao ztráty v nejčistších brýlích, které mohl najít, nyní s pomocí Mervina Jonese (Hockham odešel založit vlastní výzkumnou skupinu anténních technologií v roce 1967). Vymysleli komplexní a elegantní nastavení pro měření velmi nízkých hodnot ztráty v tyčích z taveného křemičitého skla o délce pravítka. Své výsledky publikovali v roce 1969 (M. W. Jones a K. C. Kao J.Phys. E Sci. Instrum. 2, 331; 1969). Následující rok skupina Roberta Maurera v americké firmě Corning Glass prolomila limit 20 dB km-1 v optických vláknech o délce přibližně 1 km. Spolu se zprávami o prvním polovodičovém laseru s pokojovou teplotou s nepřetržitými vlnami v roce 1970 to přesvědčilo pochybovače a vyvolalo výzkumné úsilí po celém světě.

revoluce optických vláken začala. Hodně práce byla provedena na STL a na Poště výzkumné laboratoře ve velké Británii, v tvrdé konkurenci s Bell Labs a AMERICKÉ telekomunikační firmy NA&T. V roce 1977 Britská pošta jako první instalovala optická vlákna do své telekomunikační sítě. První transatlantický systém následoval v roce 1988.

Od roku 1970 do roku 1974, Kao nastavit elektrotechniky oddělení v Čínský University of Hong Kong (CUHK), návrat do STL v svátky držet krok výzkumu. V roce 1974 kao odešel pracovat pro ITT do Spojených států, kde se v roce 1985 stal ředitelem podnikového výzkumu. V 1986, on se vrátil do CUHK jako jeho vicekancléř, kde, po dobu devíti let, on používal jeho spojení k posílení výzkumné základny univerzity a dělat to mezinárodně konkurenceschopné.

v polovině roku 2000 se u Kao vyvinula Alzheimerova choroba. Zúčastnil se ceremoniálu a oslav Nobelovy ceny v roce 2009, vždy s úsměvem, ale jeho Nobelovu řeč četla jeho žena Gwen. Zemřel 23.Září v Hongkongu.

kaoův odkaz je těžké přeceňovat. Dnes byly jeho předpovědi z roku 1966 překročeny o šest řádů, přičemž ztráty vláken byly menší než 0.15 dB km–1. Kaoovo odhodlání inspirovalo ty z nás, kteří pracovali v STL až do jejího uzavření v roce 2009. Stránka, nyní technologické obchodní centrum, je pojmenován Kao Park na počest svého nejslavnějšího obyvatele.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.