¿Quién inventó la fibra óptica? Cronología

Hace unos días, se anunciaba el fallecimiento de uno de los padres de la fibra óptica. Charles Kuen Kao fallecía en Hong Kong a la edad de 84 años tras una enfermedad que padecía desde el año 2002. Las contribuciones del Dr. Kao a la ciencia durante los años 60 fueron vitales para el desarrollo de la fibra óptica actual. Nos ha parecido buena ocasión para hacer un breve repaso a la historia de la fibra óptica y a las contribuciones de cada uno de los personajes que la hicieron posible.

  • 1854: El físico John Tyndall demuestra a la Royal Society que la luz puede ser transmitida a través de una corriente de agua curva. Esto prueba que una señal de luz puede doblarse.
  • 1880: Alexander Graham Bell inventa el fotófono, capaz de transmitir la voz a través de un rayo de luz. Lo que se hacía era enfocar un rayo de luz con un espejo y luego se le hablaba al dispositivo, que hacia vibrar el espejo. Al final del recibidor de voz, un detector capturaba estas vibraciones del rayo de luz y las decodificaba de nuevo en sonido. Este es un funcionamiento similar al que los teléfonos hacen con las señales eléctricas. La principal pega del fotófono era que dependía de la luz solar, por lo que bastaba un día nublado para que no se pudiese usar.
  • 1888: El equipo médico formado por el Doctor Roth y el profesor Reuss de Viena usan varillas de vidrio curvo para iluminar cavidades corporales.
  • 1895: En lo que se podría llamar un intento de televisión, el ingeniero francés Henry Saint-Rene diseña un sistema formado por varillas de vidrio doblado capaces de guiar imágenes de luz.
  • 1898: David Smith (USA) solicita registrar una patente para usar varillas de vidrio doblado como sistema de iluminación quirúrgica.
  • Años 20: Jogn Logie Baird (UK) y Clarence W. Hansell (USA) patentan la idea de usar una matriz de varillas de vidrio curvo para transmitir imágenes. El primero lo hace para la televisión, mientras que el segundo para el fax.
  • 1930: El estudiante alemán de medicina Heinrich Lamm fué la primera persona en ensamblar un grupo de fibras ópticas para transmitir una imagen. Lamm buscaba ser capaz de ver partes del cuerpo humano inaccesibles hasta el momento. Durante sus experimentos, declaró haber sido capaz de transmitir la imagen de una bombilla, aunque con una calidad muy baja. Sus intentos de registrar una patente se vieron frustrados por la registrada por Clarence W. Hansell en los años 20.
  • 1954: El científico holandés Abraham Van Heel y el científico británico Harold H. Hopkins redactaron escritos de manera separada sobre la idea de agrupar fibras ópticas. Por un lado, Hopkins declaraba haber imaginado agrupaciones de fibras sin encamisado. Por su parte, Van Heel se imaginaba cada con una protección de un material de índice de refracción bajo. Este encamisado protegía de la reflexión producida en la superficie de las fibras. También reducía notablemente las interferencias entre las distintas fibras. En aquella época, el mayor reto para hacer viable la fibra óptica, era reducir lo máximo posible la perdida de señal al transmitirla.
  • 1961: Elias Snitzer, de Ameritcan Optical, teoriza sobre la fibra óptica monomodo. Consistente en una fibra con un núcleo muy pequeño. A través de esta fibra viajaría la luz con una única longitud de onda. Este concepto resultaba útil para instrumentación médica que permitiese ver dentro del cuerpo humano. Esto se debe a que existía una pérdida de un decibelio por metro. Cualquier sistema de comunicación necesita operar a lo largo de grandes distancias. Es por esto que la perdida de señal no puede ser superior a los 10 o 20 decibelios por kilómetro.
  • 1964: El Dr.C.K. Kao identifica una especificación crítica en sistemas de comunicación que operen a larga distancia. Esta especificación establece el estándar de pérdida máxima de señal de estos sistemas entre los 10 y los 20 decibelios por kilómetro. Kao también insistió en la importancia de producir vidrios más puros que ayuden a reducir el deterioro de la señal.
  • 1970: Un equipo de investigadores comienza sus experimentos con sílice fundido. Este material ofrece una altísima pureza, un bajo índice de refracción y un elevado punto de fusión. En Corning Glass, los investigadores Robert Maurer, Donald Keck y Peter Schultz inventaron el cable de fibra óptica, patentado bajo el término “Optical Waveguide Fibers” (patente número 3711262). Este cable era capaz de transportar 65.000 veces más información que un cable de cobre. Este nuevo tipo de cable permitía transportar un patrón de señales de luz a miles de kilómetros para ser decodificado al final del trayecto. Con esto quedaban resueltos los problemas planteados por el Dr. Kao en 1964.
  • 1975: El gobierno de los Estados Unidos decide conectar los ordenadores del Mando Norteamericano de Defensa Aeroespacial (NORAD) en Cheyenne Mountain. Para ello recurre a la fibra óptica, lo que reduce notablemente las interferencias.
  • 1977: Se instala el primer sistema de telefonía óptico en el centro de Chicago. Se extiende a lo largo de más de dos kilómetros.  Cada una de las fibras podía transportar el equivalente a 672 canales de voz.
  • Para finales de siglo, mas del 80% del tráfico de datos internacional a larga distancia hacía uso de cables de fibra óptica. Esta red se componía de más de 25 millones de kilómetros de cable de fibra. Los cables, diseñados por Maurer, Keck, y Schultz ya estaban presentes a lo largo del planeta.

 

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