Cómo Se Inventó La Fibra Óptica

Cómo Se Inventó La Fibra Óptica

La fibra óptica es la tranSMisión contenida de luz a través de largas varillas de fibra de vidrio o plástico. La luz viaja por proceso de reflexión interna. El medio central de la varilla o cable es más reflectante que el material que rodea el núcleo. Eso hace que la luz siga reflejándose en el núcleo, donde puede continuar viajando por la fibra. Los cables de fibra óptica se utilizan para transmitir voz, imágenes y otros datos a una velocidad cercana a la de la luz.

¿Quién inventó la fibra óptica?

Los investigadores de Corning Glass Robert Maurer, Donald Keck y Peter Schultz inventaron el cable de fibra óptica o "Fibras de guía de onda óptica" (patente # 3.711.262) capaces de transportar 65.000 veces más información que el cable de cobre, a través del cual la información transportada por un patrón de ondas de luz podría decodificarse en un destino incluso a mil millas de distancia.

Los métodos de comunicación de fibra óptica y los materiales inventados por ellos abrieron la puerta a la comercialización de la fibra óptica. Desde el servicio telefónico de larga distancia hasta Internet y los dispositivos médicos como el endoscopio, la fibra óptica es ahora una parte importante de la vida moderna.

Cronología De Fibra Óptica

Como se señaló, Maurer, Keck y Shultz introdujeron el cable de fibra óptica en 1970, pero hubo muchos otros desarrollos importantes que llevaron a la creación de esta tecnología, así como mejoras después de su introducción. La siguiente línea de tiempo destaca las fechas y desarrollos clave.

1854

John Tyndall demostró a la Royal Society que la luz podía conducirse a través de una corriente curva de agua, demostrando que una señal de luz podía doblarse.

1880

Alexander Graham Bell inventó su "Fotófono", que transmitía una señal de voz en un haz de luz. Bell enfocó la luz solar con en un espejo y luego habló en un mecanismo que vibraba el espejo. En el extremo receptor, un detector captó el haz vibrante y lo decodificó de nuevo en una voz de la misma manera que un teléfono hizo con señales eléctricas. Sin embargo, muchas cosas — a cloudy day, for instance — could interfere with the Photophone, causing Bell to stop any further research with this invention.

William Wheeler inventó un sistema de tuberías de luz forradas con un revestimiento altamente reflectante que iluminaba las casas utilizando la luz de una lámpara de arco eléctrico colocada en el sótano y dirigiendo la luz alrededor de la casa con las tuberías.

1888

El equipo médico de Roth y Reuss de Viena usó varillas de vidrio dobladas para iluminar las cavidades corporales.

1895

El ingeniero francés Henry Saint-Rene diseñó un sistema de varillas de vidrio dobladas para guiar imágenes de luz en un intento de televisión temprana.

1898

El estadounidense David Smith solicitó una patente sobre un dispositivo de varilla de vidrio doblado para ser utilizado como lámpara quirúrgica.

Década de 1920

El inglés John Logie Baird y el estadounidense Clarence W. Hansell patentaron la idea de utilizar matrices de varillas transparentes para transmitir imágenes para televisión y facsímiles, respectivamente.

1930

El estudiante de medicina alemán Heinrich Lamm fue la primera persona en ensamblar un haz de fibras ópticas para llevar una imagen. El objetivo de Lamm era mirar dentro de partes inaccesibles del cuerpo. Durante sus experimentos, informó de que transmitía la imagen de una bombilla. Sin embargo, la imagen era de mala calidad. Su esfuerzo por presentar una patente fue denegado debido a la patente británica de Hansell.

1954

El científico holandés Abraham Van Heel y el científico británico Harold H. Hopkins escribieron por separado artículos sobre haces de imágenes. Hopkins informó sobre haces de imágenes de fibras sin revestir, mientras que Van Heel informó sobre haces simples de fibras revestidas. Cubrió una fibra desnuda con un revestimiento transparente de un índice de refracción más bajo. Esto protegió la superficie de reflexión de la distorsión exterior y redujo en gran medida la interferencia entre las fibras. En ese momento, el mayor obstáculo para un uso viable de la fibra óptica era lograr la menor pérdida de señal (luz).

1961

Elias Snitzer de American Optical publicó una descripción teórica de las fibras monomodo, una fibra con un núcleo tan pequeño que podía llevar luz con solo un modo de guía de onda. La idea de Snitzer estaba bien para un instrumento médico mirando dentro del humano, pero la fibra tenía una pérdida de luz de un decibelio por metro. Los dispositivos de comunicaciones necesitaban operar a distancias mucho más largas y requerían una pérdida de luz de no más de diez o 20 decibelios (una medida de luz) por kilómetro.

1964

Una especificación crítica (y teórica) fue identificada por el Dr. C.K. Kao para dispositivos de comunicación de largo alcance. La especificación fue de diez o 20 decibelios de pérdida de luz por kilómetro, lo que estableció el estándar. Kao también ilustró la necesidad de una forma más pura de vidrio para ayudar a reducir la pérdida de luz.

1970

Un equipo de investigadores comenzó a experimentar con sílice fundida, un material capaz de una pureza extrema con un punto de fusión alto y un índice de refracción bajo. Los investigadores de Corning Glass Robert Maurer, Donald Keck y Peter Schultz inventaron el cable de fibra óptica o "Fibras de guía de onda óptica" (patente # 3.711.262) capaces de transportar 65.000 veces más información que el cable de cobre. Este cable permitía que la información transportada por un patrón de ondas de luz se decodificara en un destino incluso a mil millas de distancia. El equipo había resuelto los problemas planteados por el Dr. Kao.

1975

El gobierno de los Estados Unidos decidió vincular las computadoras en la sede de NORAD en Cheyenne Mountain usando fibra óptica para reducir la interferencia.

1977

El primer sistema de comunicación telefónica óptica se instaló a unas 1,5 millas bajo el centro de Chicago. Cada fibra óptica transportaba el equivalente a 672 canales de voz.

2000

A finales de siglo, más del 80 por ciento del tráfico de larga distancia del mundo se transportaba por cables de fibra óptica y 25 millones de kilómetros de cable. Los cables diseñados por Maurer, Keck y Schultz se han instalado en todo el mundo.

Papel del Cuerpo de Señales del Ejército de los Estados Unidos

La siguiente información fue enviada por Richard Sturzebecher. Fue publicada originalmente en la publicación del Cuerpo de Ejército "Mensaje de Monmouth".

En 1958, en los Laboratorios del Cuerpo de Señales del Ejército de los Estados Unidos en Fort Monmouth, Nueva Jersey, el gerente de Cable y Alambre de Cobre odiaba los problemas de transmisión de señales causados por los rayos y el agua. Alentó al Gerente de Investigación de Materiales Sam DiVita a encontrar un reemplazo para el alambre de cobre. Sam pensó que las señales de vidrio, fibra y luz podrían funcionar, pero los ingenieros que trabajaron para Sam le dijeron que una fibra de vidrio se rompería.

En septiembre de 1959, Sam DiVita preguntó al teniente segundo Richard Sturzebecher si sabía cómo escribir la fórmula de una fibra de vidrio capaz de transmitir señales de luz. DiVita se había enterado de que Sturzebecher, que asistía a la Escuela de Señales, había fundido tres sistemas de vidrio triaxial usando SiO2 para su tesis de grado de 1958 en la Universidad Alfred.

Corning Glass Works obtiene un contrato de fibra óptica

Sturzebecher sabía la respuesta. Mientras usaba un microscopio para medir el índice de refracción en gafas SiO2, Richard desarrolló un fuerte dolor de cabeza. Los polvos de vidrio SiO2 al 60 por ciento y 70 por ciento bajo el microscopio permitían que cantidades cada vez mayores de luz blanca brillante pasaran por el portaobjetos del microscopio y entraran en sus ojos. Recordando el dolor de cabeza y la luz blanca brillante del vidrio SiO2 alto, Sturzebecher sabía que la fórmula sería SiO2 ultra puro. Sturzebecher también sabía que Corning hacía polvo de SiO2 de alta pureza oxidando SiCl4 puro en SiO2. Sugirió que DiVita usara su poder para adjudicar un contrato federal a Corning para desarrollar la fibra.

DiVita ya había trabajado con gente de investigación de Corning. Pero tuvo que hacer pública la idea porque todos los laboratorios de investigación tenían derecho a presentar una oferta por un contrato federal. Así que en 1961 y 1962, la idea de utilizar SiO2 de alta pureza para una fibra de vidrio para transmitir luz se hizo pública en una solicitud de oferta a todos los laboratorios de investigación. Como era de esperar, DiVita concedió el contrato a Corning Glass Works en Corning, Nueva York, en 1962. La financiación federal para la fibra óptica de vidrio en Corning fue de unos 1.000.000 dólares entre 1963 y 1970. La financiación federal del Signal Corps de muchos programas de investigación sobre fibra óptica continuó hasta 1985, sembrando así esta industria y haciendo realidad la industria multimillonaria de hoy que elimina el cable de cobre en las comunicaciones.

DiVita siguió viniendo a trabajar a diario en el Cuerpo de Señales del Ejército de Estados Unidos a finales de sus 80 años y se ofreció como consultor en nanociencia hasta su muerte a los 97 años en 2010.