obecnie Kable światłowodowe przenoszą ponad 95% wszystkich danych cyfrowych na całym świecie, co stanowi podstawę Internetu. W 1966 roku Kuen Charles Kao (Charlie do swoich kolegów) zaproponował użycie światłowodów jako uniwersalnego medium do komunikacji i obliczył, jak można to zrobić. Biorąc pod uwagę prymitywną technologię dostępną w tym czasie, był to skok wyobraźni, graniczący z science fiction. Za tę pracę kao otrzymał w 2009 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

kao urodził się 4 listopada 1933 roku w szanghajskim high society, jako ojciec prawnika akademickiego i matka poetki. Introwertyczny i maniakalny, kao kształcił się w domu ze swoim młodszym bratem Timothy ’ m, zanim poszedł do francusko – i anglojęzycznych szkół. W 1953 przeniósł się do Anglii, aby studiować na Woolwich Polytechnic (obecnie University of Greenwich w Londynie).

ukończywszy w 1957 roku studia elektrotechniczne, wstąpił do konglomeratu International Telephone & Telegraph (ITT). Tam poznał swoją żonę, koleżankę inżyniera Gwen Mae-Wan Wong. Zrezygnował z wykładu w Loughborough Polytechnic w Wielkiej Brytanii, aby zrobić doktorat w ramię badawcze firmy-Standard Telecommunication Laboratories (STL) w Harlow w Wielkiej Brytanii. Podobnie jak Bell Labs w Stanach Zjednoczonych (choć mniej finansowany), STL był szkółką dla przyszłych liderów akademickich i przemysłowych, pełen kreatywności, koleżeństwa i zaradności. Kao dołączył do grupy Toni Karbowiak, współpracując z innym brytyjskim pionierem telekomunikacji, Alecem Reevesem.

w tym czasie Telekomunikacja używała współosiowych kabli elektronicznych lub nadawała sygnały radiowe w zakresie częstotliwości megaherców. Rosnące zapotrzebowanie na transfer informacji oznaczało przejście na wyższe częstotliwości mikrofalowe (gigaherce), z dużymi programami badawczymi ustanowionymi na całym świecie, aby znaleźć sposób na kierowanie sygnałów od źródła do miejsca przeznaczenia. Technologia front-runner była hollow metal waveguides, pionierem w 1950 roku przez Harolda Barlowa, zewnętrznego promotora doktoratu Kao w University College London. Kosztowne i niepraktyczne, te metalowe rury musiały być układane w linii prostej. Karbowiak, doświadczony inżynier mikrofalowy i były doktorant Barlowa, wiedział, że potrzebne są nowe pomysły.

na początku lat 60., gdy pojawił się laser, Karbowiak poprosił Kao o przyjrzenie się analogowi optycznemu falowodu mikrofalowego. Sygnały optyczne mają jeszcze wyższą częstotliwość (setki teraherców), dzięki czemu mogą przenosić więcej informacji. Pomysł stworzenia falowodu do transmisji światła przez setki kilometrów zapierał dech w piersiach. Oznaczało to zmniejszenie falowodu z kilku centymetrów do czegoś tak cienkiego jak ludzki włos, zaledwie 100 mikrometrów szerokości. Szkło było najbardziej optycznie przezroczystym materiałem, a jego zaletą było potencjalnie elastyczne i odporne na działanie piorunów. Ale czy można to uczynić wystarczająco czystym i jasnym? George Hockham, utalentowany młody teoretyk, został przydzielony do pomocy Kao.

zaczęli pragmatycznie; biorąc pod uwagę moc dostępną z najwcześniejszych laserów w tamtych czasach, czułość detektorów i odległość między centrami przełączania telekomunikacyjnego w Wielkiej Brytanii, obliczono, że sygnał może pozwolić sobie na utratę tylko 20 decybeli (logarytmiczna miara mocy) na przejechany kilometr — co odpowiada 99% utracie mocy po 1 km. Był to ambitny cel: najlepsze wówczas okulary miały straty około 1098 razy większe, wynoszące około 1000 dB km-1. Kao systematycznie analizował absorpcję, odbicie i rozpraszanie różnych okularów, podczas gdy Hockham wykonywał obliczenia falowodowo-wymiarowe. Ich przełomowy artykuł z 1966 roku stwierdził, że zadanie, choć trudne, jest teoretycznie możliwe (K. C. Kao i G. A. Hockham Proc. Inst. Elektr. Inż. 113, 1151–1158; 1966).

artykuł został prawie niezauważony, z wyjątkiem laboratoriów badawczych brytyjskiego Generalnego Urzędu Pocztowego (którego ramię telekomunikacyjne później stało się British Telecom, obecnie BT) i Ministerstwa Obrony. Obie organizacje tworzą programy badawcze w tym obszarze, przyciągane ideą tańszej alternatywy dla falowodów mikrofalowych.

ale było wiele sceptycyzmu — przepaść między teorią a praktyką była ogromna. Aby przekonać innych, kao zmierzył straty w najczystszych okularach, jakie mógł znaleźć, teraz wspomagany przez Mervina Jonesa (Hockham odszedł, aby założyć własną grupę badawczą ds. technologii antenowych w 1967 roku). Opracowali skomplikowany i elegancki zestaw do pomiaru bardzo niskich wartości ubytków w prętach z topionego szkła krzemionkowego o długości linijki. Swoje wyniki opublikowali w 1969 (M. W. Jones i K. C. Kao J. Phys. E Sci. Instrum. 2, 331; 1969). W następnym roku grupa Roberta Maurera w amerykańskiej firmie Corning Glass złamała limit 20 dB km-1 w światłowodach o długości około 1 km. Wraz z doniesieniami o pierwszym laserze półprzewodnikowym o temperaturze pokojowej z falami ciągłymi w 1970 roku, przekonało to wątpiących, pobudzając wysiłki badawcze na całym świecie.

rozpoczęła się rewolucja światłowodowa. Większość prac została wykonana w STL i Post Office research labs w Wielkiej Brytanii, w ostrej konkurencji z Bell Labs i amerykańską firmą telekomunikacyjną pod adresem&T. W 1977 roku brytyjski Urząd Pocztowy jako pierwszy zainstalował światłowody w swojej sieci telekomunikacyjnej. Pierwszy system transatlantycki powstał w 1988 roku.

w latach 1970-1974 kao założył Wydział Inżynierii elektrycznej na chińskim Uniwersytecie w Hongkongu (CUHK), powracając do STL w wakacje, aby być na bieżąco z badaniami. W 1974 roku kao rozpoczął pracę dla ITT w Stanach Zjednoczonych, gdzie w 1985 roku został dyrektorem ds. badań korporacyjnych. W 1986, wrócił do CUHK jako jej wicekanclerz, gdzie, przez dziewięć lat, wykorzystał swoje połączenia do wzmocnienia bazy badawczej uniwersytetu i uczynić go konkurencyjnym na arenie międzynarodowej.

W połowie 2000 roku kao rozwinęła chorobę Alzheimera. Brał udział w ceremonii wręczenia Nagrody Nobla w 2009 roku i uroczystościach, zawsze z uśmiechem, ale jego przemówienie noblowskie czytała jego żona Gwen. Zmarł w Hongkongu 23 września.

dziedzictwo Kao trudno przecenić. Dzisiaj jego prognozy z 1966 roku zostały przekroczone o sześć rzędów wielkości, przy stratach włókien poniżej 0.15 dB km-1. Determinacja Kao zainspirowała tych z nas, którzy pracowali w STL aż do jej zamknięcia w 2009 roku. Miejsce, obecnie Centrum Biznesu technologicznego, nosi nazwę Kao Park na cześć jego najsłynniejszego mieszkańca.