Heute übertragen Glasfaserkabel mehr als 95% aller digitalen Daten auf der ganzen Welt und bilden die Grundlage des Internets. 1966 war es Kuen Charles Kao (Charlie zu seinen Kollegen), der die Verwendung von optischen Fasern als universelles Kommunikationsmedium vorschlug und berechnete, wie dies geschehen könnte. Angesichts der damals verfügbaren rudimentären Technologie war es ein Sprung der Vorstellungskraft, der an Science-Fiction grenzte. Für diese Arbeit erhielt Kao 2009 einen Anteil des Nobelpreises für Physik.Kao wurde am 4. November 1933 als Sohn eines akademischen Anwalts und einer Dichterin geboren. Introvertiert und geeky, Kao wurde zu Hause bei seinem jüngeren Bruder Timothy erzogen, bevor er Französisch ging- und englischsprachige Schulen. 1953 zog er nach England, um am Woolwich Polytechnic (heute University of Greenwich in London) zu studieren.

Nach seinem Abschluss in Elektrotechnik im Jahr 1957 schloss er sich Standard Telephones and Cables an, Teil des Konglomerats International Telephone & Telegraph (ITT). Dort traf er seine Frau, Ingenieurskollegin Gwen Mae-wan Wong. Er lehnte einen Lehrauftrag am Loughborough Polytechnic in Großbritannien ab, um im Forschungszweig des Unternehmens — den Standard Telecommunication Laboratories (STL) in Harlow, Großbritannien – zu promovieren. Ähnlich wie Bell Labs in den Vereinigten Staaten (obwohl weniger gut finanziert), war STL ein Kindergarten für zukünftige akademische und industrielle Führer, berauschend mit Kreativität, Kameradschaft und Einfallsreichtum. Kao schloss sich der Gruppe von Toni Karbowiak an und arbeitete mit einem anderen britischen Telekommunikationspionier, Alec Reeves, zusammen.

Zu dieser Zeit verwendete die Telekommunikation koaxiale elektronische Kabel oder sendete Radiosignale im Megahertz-Frequenzbereich. Die wachsende Nachfrage nach Informationstransfer bedeutete die Umstellung auf höhere Mikrowellenfrequenzen (Gigahertz), wobei große Forschungsprogramme auf der ganzen Welt eingerichtet wurden, um einen Weg zu finden, Signale von der Quelle zum Ziel zu leiten. Die Spitzentechnologie waren Hohlmetallwellenleiter, die in den 1950er Jahren von Harold Barlow, Kaos externem Doktorvater am University College London, entwickelt wurden. Teuer und unpraktisch mussten diese Metallrohre in geraden Linien verlegt werden. Karbowiak, ein erfahrener Mikrowelleningenieur und ehemaliger Doktorand von Barlow, wusste, dass neue Ideen benötigt wurden.

In den frühen 1960er Jahren, als der Laser entstand, bat Karbowiak Kao, sich ein optisches Analogon eines Mikrowellenwellenleiters anzusehen. Optische Signale haben eine noch höhere Frequenz (Hunderte von Terahertz) und können daher mehr Informationen übertragen. Die Idee, einen Wellenleiter für die Übertragung von Licht über Hunderte von Kilometern herzustellen, war atemberaubend. Es bedeutete, den Wellenleiter von wenigen Zentimetern Durchmesser auf etwas so Dünnes wie ein menschliches Haar zu schrumpfen, nur etwa 100 Mikrometer breit. Glas war das optisch transparenteste bekannte Material und hatte die Vorteile, potenziell flexibel und blitzbeständig zu sein. Aber könnte es rein und klar genug gemacht werden? George Hockham, ein talentierter junger Theoretiker, wurde beauftragt, Kao zu helfen.

Sie begannen pragmatisch; angesichts der Leistung, die von den frühesten Lasern der damaligen Zeit zur Verfügung stand, der Empfindlichkeit der Detektoren und der Entfernung zwischen den britischen Telekommunikationsvermittlungsstellen berechneten sie, dass ein Signal nur 20 Dezibel (ein logarithmisches Maß für die Leistung) pro gefahrenem Kilometer verlieren konnte — dies entspricht einem Leistungsverlust von 99% nach 1 km. Dies war ein ehrgeiziges Ziel: Die damals besten Gläser hatten Verluste, die etwa 1098–mal größer waren, von etwa 1.000 dB km-1. Kao analysierte systematisch die Absorption, Reflexion und Streuung verschiedener Gläser, während Hockham Wellenleiterdimensionsberechnungen durchführte. Ihr wegweisendes Papier von 1966 kam zu dem Schluss, dass die Aufgabe, obwohl schwierig, theoretisch möglich war (K. C. Kao und G. A. Hockham Proc. Inst. Elektr. Eng. 113, 1151–1158; 1966). Das Papier blieb fast unbemerkt, außer in den Forschungslabors des britischen General Post Office (dessen Telekommunikationszweig später British Telecom, jetzt BT, wurde) und des Verteidigungsministeriums. Beide Organisationen richteten Forschungsprogramme in diesem Bereich ein, angezogen von der Idee einer kostengünstigeren Alternative zu Mikrowellenleitern.

Aber es gab viel Skepsis — die Kluft zwischen Theorie und Praxis war riesig. Um andere zu überzeugen, maß Kao die Verluste in der reinsten Brille, die er finden konnte, jetzt unterstützt von Mervin Jones (Hockham verließ 1967 seine eigene Antennentechnologie-Forschungsgruppe). Sie entwickelten einen komplexen und eleganten Aufbau, um sehr niedrige Verlustwerte in Stäben aus Quarzglas über die Länge eines Lineals zu messen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie 1969 (M. W. Jones und K. C. K. J. Phys. GGB. Instrum. 2, 331; 1969). Im folgenden Jahr durchbrach die Gruppe von Robert Maurer bei der US–Firma Corning Glass die 20-dB-km-1-Grenze bei Glasfasern mit einer Länge von rund 1 km. Zusammen mit Berichten über den ersten Dauerstrichwellen-Raumtemperatur-Halbleiterlaser im Jahr 1970 überzeugte dies die Zweifler und löste weltweit Forschungsanstrengungen aus.

Die Glasfaserrevolution hatte begonnen. Ein Großteil der Arbeit wurde bei STL und in den Post Office Research Labs in Großbritannien geleistet, in hartem Wettbewerb mit Bell Labs und dem US-Telekommunikationsunternehmen AT&T. 1977 war die britische Post die erste, die Glasfasern in ihrem Telekommunikationsnetz installierte. Das erste transatlantische System folgte 1988.

Von 1970 bis 1974 gründete Kao die Abteilung für Elektrotechnik an der Chinese University of Hong Kong (CUHK) und kehrte in den Ferien nach STL zurück, um mit der Forschung Schritt zu halten. 1974 ging Kao zu ITT in die USA, wo er 1985 zum Director of Corporate Research aufstieg. 1986 kehrte er als Vizekanzler an die CUHK zurück, wo er neun Jahre lang seine Verbindungen nutzte, um die Forschungsbasis der Universität zu stärken und international wettbewerbsfähig zu machen.

Mitte der 2000er Jahre entwickelte Kao die Alzheimer-Krankheit. Er nahm an der Nobelpreisverleihung 2009 und den anschließenden Feierlichkeiten teil und lächelte immer, aber seine Nobelrede wurde von seiner Frau Gwen gelesen. Er starb am 23.September in Hongkong.

Kaos Vermächtnis ist schwer zu überschätzen. Heute wurden seine Vorhersagen von 1966 um sechs Größenordnungen übertroffen, mit Faserverlusten von weniger als 0.15 dB km-1. Kaos Entschlossenheit inspirierte diejenigen von uns, die bis zu seiner Schließung im Jahr 2009 bei STL gearbeitet haben. Der Standort, jetzt ein Technologie-Business-Hub, heißt Kao Park zu Ehren seines berühmtesten Bewohners.