211service.com
Rysowanie światłowodów
Dziś światłowody, które przenoszą rozmowy telefoniczne i ruch internetowy (a także obrazy wnętrz pacjentów przez endoskopy) wydają się istnieć od zawsze. Rzeczywiście, podstawowa idea wykorzystania szklanych prętów do kierowania światłem sięga co najmniej lat czterdziestych XIX wieku. Jednak rozwiązanie problemu uzyskania powierzchni szklanej na tyle gładkiej, aby przepuszczało światło, zajęło ponad sto lat. Ostatecznie opłacił się weekendowy hazard studenta.
Włókna na początku są gładkie, ale gdy są połączone w wiązki, aby przesyłać obrazy lub inne dane, ich powierzchnie zarysowują się nawzajem, pozwalając na wydostanie się światła. Naukowcy sądzili, że okładzina lub izolacja wykonana z materiału o mniejszej gęstości optycznej niż szkło odbija światło z powrotem do wnętrza włókien. Ale próby z materiałami, od margaryny po wosk pszczeli, zawiodły.
Ta historia była częścią naszego wydania z listopada 2001 r.
- Zobacz resztę numeru
- Subskrybuj
Potem Larry Curtiss przeprowadził burzę mózgów. W 1956 roku Curtiss pracował na Uniwersytecie Michigan nad zbudowaniem elastycznego endoskopu światłowodowego do badania żołądka. Kiedy gołe włókna nie działały, zastanawiał się, czy owinięcie ich innym rodzajem szkła nie dałoby rady. Wiedział, że ponieważ szklane rurki używane w laboratoriach chemicznych były mniej gęste optycznie niż pręty, które testował, powinny zatrzymywać światło wewnątrz rdzenia światłowodu. Jego pomysł polegał na wsunięciu rdzenia pręta w takie rurki, stopieniu ich razem, a następnie wyciągnięciu z gorącego materiału włókien pokrytych szkłem. Ale kilku profesorów fizyki powiedziało mu, że szklana powłoka pęknie, czyniąc ją bezużyteczną. Zasugerowali, żeby zamiast tego trzymał się plastiku.
8 grudnia 1956 roku profesorowie wyjechali na konferencję, więc Curtiss postanowił spróbować szklanej rurki. Roztopił go wokół pręta i odszedł od pieca wyciągając cienkie włókno szklane. Byłem 40 stóp w głąb korytarza i wciąż widziałem blask włókna, wspomina Curtiss. Światłowód przepuszczał światło przez cały korytarz — znacznie dalej, niż jest to konieczne dla endoskopu. Curtiss zebrał swoje wczesne włókna, owijając je wokół pudełek z płatkami owsianymi, takich jak to powyżej. W ciągu 10 tygodni gastroenterolog Basil Hirschowitz zbadał wrzody pacjenta przez endoskop wykonany z nowych włókien.
Światłowodowe obrazowanie medyczne było wyłączone i uruchomione. Na początku lat 60. badacze zajmujący się komunikacją zaczęli używać włókien szklanych do przesyłania danych głosowych. Ale podczas gdy zasadnicza idea Curtiss była prawdziwa, włókna używane w komunikacji musiały być wykonane ze znacznie czystszego szkła przy użyciu innej technologii – więc patent, który otrzymał, nie obejmował tej dziedziny. Curtiss z siedzibą w Concord, MA, nadal pracuje jako konsultant w dziedzinie światłowodów.