Glasbiten som gav nobelpris

av Jörgen Städje den 21 Aug 2015

Optiska fibrer och CCD-arrayer belönades med 2009 års Nobelpris i fysik. Här har vi äntligen ett nobelpris som berör något som både du och jag är beroende av till daglig dags.

Colladons ljusfontän
Colladons ljusfontän

Det räder inget tvivel om varför den optiska fibern belönades med nobelpriset: den klarar utan vidare Alfred Nobels krav på en upptäckt med omedelbart genomslag för mänskligheten. Så här uttalade sig nobelkommittén om saken: [2009] års nobelpris i fysik utges för två vetenskapliga framsteg som hjälpt till att lägga grunden för dagens nätverkssamhälle. De är grunden till många praktiska uppfinningar som underlättat vardagslivet och givit oss nya verktyg för vetenskaplig forskning.

Fenomenet att ljus kan inneslutas i en genomskinlig ledare, genom att det studsar mot väggarna, upptäcktes redan 1842 av forskaren Daniel Colladon. På den tiden var det mest ett lustigt vetenskapligt fenomen som inte hade något med kommunikation att göra. Colladon hade emellertid förstått fenomenet helt korrekt. Under 1920-1930 började ljusledare användas för belysning inuti människokroppen (sk ”fibrescopes”) och vid tandläkarundersökningar. Ett halvflexibelt gastroskop presenterades 1956.

Charles K Kao. Bild: Nobelstiftelsen
Charles K Kao. Bild: Nobelstiftelsen

Optisk kommunikation tog därefter sin början. Den japanske forskaren Jun-ichi Nishizawa vid Tohoku-universitetet föreslog 1963 att man borde kunna använda optiska fibrer för kommunikation, men den första fungerande länken för optisk kommunikation såg dagens ljus först 1965 då den visades av fysikern Manfred Börner vid Telefunkens forskningslaboratorium i Ulm i Tyskland. Dämpningen i deras fibrer torde dock ha legat på över 20 dB/km. Detta omöjliggjorde kommunikation över några längre sträckor.

Nobelpristagaren Charles K Kao fick helt enkelt de rätta insikterna i rättan tid. År 1966 höll han på med materialforskning kring glas och fibrer vid Standard Telecommunication Laboratories i Harlow i England och kom på att om man om man kunde bli av med järnjonerna i glaset (ämnet som färgar glaset i ölflaskor grönt) och hitta rätt våglängd, nämligen mellan 1300 – 1550 nanometer och använda sig av single-mode, alltså om man kunde undvika studsar inuti fibern, kunde man komma ned till ett par decibels förluster per kilometer. Först då skulle kommunikation över längre avstånd bli möjligt.

Idén var rätt men det tog ett par år innan industrin lyckades framställa tillräckligt rent glas. 1969 lyckades Corning Glass Works i USA, efter direkt inspiration av en av Kaos artiklar, framställa en kapslad fiber med kiseldioxid dopat med titan i kärnan och ren kiseldioxid som cladding (ytskikt). Som Kao hade förutsagt, kom man ganska snart ned till en dämpning under en decibel per kilometer.

Resten är, som man brukar säga, historia och idag kan vi inte klara oss utan optisk fiber.

Det är kanske svårt att förstå hur rent glaset i en optisk fiber är. Föreställ dig en vanlig, vikbar glasvägg som de flesta butiker i ett shoppingcentrum har. När man veckat ihop vanligt fönsterglas till ungefär 30 centimeters tjocklek är det i princip ogenomskinligt. Hade glaset varit av optisk fiberkvalitet hade du kunnat ha en ruta som var en kilometer tjock och du skulle nästan inte kunna ha sett den. Det är skillnaden!

För praktiskt bruk i SUNET idag, används fiber med mindre än 0,22 decibels dämpning per kilometer. Då kan man ha hela 80 kilometer fiber innan ljuset har dämpats så mycket att det behöver förstärkas. Läs mer i artikeln ”Teknisk djupdykning: Optisk magi med EDFA”.

Läs mer

Ljusledarpionjären Jean-Daniel Colladons första försök förklaras och visas praktiskt: http://skullsinthestars.com/2013/09/16/1842-jean-daniel-colladon-guides-light-with-water/

Fler blogginlägg av Jörgen Städje

DNS och DNSSEC utan facksnack

30 Jan 2018
/ Bloggen fiberfeber

Från oss alla, till er alla

14 Dec 2017
/ Bloggen fiberfeber

Så arbetar NOC

13 Nov 2017
/ Bloggen fiberfeber

SUNET i Hongkong

20 Sep 2017
/ Bloggen fiberfeber

SUNETs handbok i informations- och IT-säkerhet

1 Sep 2017
/ Bloggen fiberfeber

Den ökända hästen från Troja

31 Jul 2017
/ Bloggen fiberfeber

Redundans är allt

3 Jul 2017
/ Bloggen fiberfeber

SNIC-snack

2 Jun 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff: del 5 av 2

3 Maj 2017
/ Bloggen fiberfeber

Maria Häll: We are at the Forefront!

13 Apr 2017
/ Bloggen fiberfeber

Maria Häll: Vi ligger i framkant!

10 Apr 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff, del 4 av 2

22 Feb 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff, del 3 av 2

30 Jan 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff! Del 2 av 2

9 Jan 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff! Del 1 av 2

16 Dec 2016
/ Bloggen fiberfeber

Long Read – Cleanliness is a Virtue

20 Sep 2016
/ Bloggen fiberfeber

Långläsning - tvättar bäst som tvättar först

16 Sep 2016
/ Bloggen fiberfeber

Följa fiber – från Tulegatan till Stockholms universitet.

26 Aug 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ericsson, then swänske Lars Magnus

7 Jun 2016
/ Bloggen fiberfeber

One ring to rule them all

24 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Den tunga bakgrundstrafiken

12 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Long read: How to Design a Fibre Optic Network

5 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Welcome to the Fiber Fever Blog!

3 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Procuring an Optical Network – Smooth as Silk

2 Maj 2016
/ Blogg

The Breadth and Width of a Megabit

29 Apr 2016
/ Blogg

The Nobel Prized Piece of Glass

28 Apr 2016
/ Blogg

What’s the time? Really?

28 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (3) – molnsäkerhet

26 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (2) – vad är molnet egentligen?

25 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (1) – det här får du

25 Apr 2016
/ Blogg

Read about the brand new Sunet network.

11 Apr 2016
/ Bloggen fiberfeber

GÉANT och NORDUnet – bästa kompisar

14 Mar 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ljuset kommer från Tyskland

3 Mar 2016
/ Bloggen fiberfeber

Thunderbirds are GO!

19 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ett panorama av verkligheten

17 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Det allseende ögat

15 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Förstärkning på längden

15 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Dämpning och förstärkning i optisk fiber

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Grundläggande om L-bandet

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

C-bandet – grundläggande om

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Logaritmer, min käre Watson

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

CERN – krossen som slår sönder materiens minsta byggstenar

12 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Riksarkivets samarbete med SUNET

11 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

One Ring to Rule them - Vetenskapsrådet

21 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Alla jättars jätte - Cisco

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

En värld av siffror - belastning

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Ur led är inte alls tiden - atomur

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

En djungel av kontaktdon

4 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Elektronisk enbärsdricka - Juniper

27 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Vad är Géant?

26 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Radar Love - Eiscat

25 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

The Color Purple - dispersion

25 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Full Metal Packet - switchen

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Get your kicks on route 66 - routrar

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Game of Stones - kvarts

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

The Twilight Zone - fotonen

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Peering – SUNETs ekonomiska ryggrad

9 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

I mörkret är alla katter infraröda

4 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fibertyperna i nätet och deras optiska felaktigheter

29 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Vad är klockan? Egentligen?

21 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Nätets centrum

20 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Den optiska transceivern

17 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Polarisation och informationsöverföring

1 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Laserns historia

30 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Koherent ljus, vad är det?

28 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

När allt är klart

28 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

SUNET – nu ännu bättre!

16 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fibern fruktar fukten

11 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Att få kontakt

11 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Så tillverkas optisk fiber

31 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

EMC – EMI – EMP

31 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Megabit på längden och tvären

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Långartikel: Fibern från Frostmofjället

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Upphandling av optiskt nät

25 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

OptaSense – när fiber blir sensorer

3 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: Optisk magi med ramanförstärkare

2 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk utvikning: 130.000 fibrer som i en liten ask

1 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

NOCen spekulerar 2: Felrapporter

27 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

NOCen spekulerar 1: hög belastning

26 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: Optisk magi med EDFA

22 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Långartikel: Så designar man ett fiberoptiskt nät

11 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Bredare motorväg för svenska data – äntligen en offensiv satsning!

22 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Om den interaktiva tidslinjen

21 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Om den interaktiva kartan

20 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fiberfeber: Vad som har varit och vad som komma skall

19 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Följ bygget av Sunets nät på bloggen Fiberfeber!

18 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: den mystiska routerkraschen

11 Jun 2006
/ Bloggen fiberfeber

2000–2013: Sunet mognar och kapaciteten ökar. Identitetsfederation skapas.

1 Jan 2000
/ Bloggen fiberfeber

1990–1999: Kapaciteten stiger, 2 – 34 – 155 Mbps

1 Jan 1990
/ Bloggen fiberfeber

1968–1989: Idéernas tidevarv. Internets vagga.

1 Jan 1968
/ Bloggen fiberfeber

Jörgen Städje

Jag heter Jörgen Städje och har skrivit om teknik och vetenskap sedan 1984. Friskt kopplat, hälften brunnet!


Warning: file_get_contents(https://www.linkedin.com/countserv/count/share?url=https://www.sunet.se/blogg/glasbiten-som-gav-nobelpris/&format=json): failed to open stream: HTTP request failed! HTTP/1.0 404 Not Found in /var/www/html/wp-content/themes/sunet/functions.php on line 5416