回到民国当小编(校对)第310部分在线阅读

　　1960年，激光发明，马上就有人把激光用玻璃纤维来进行拐弯传输。
　　但是在普通玻璃中，光传输3米能量就损失一半。用于人体内脏检查还可以，但用于长距离的光通信，简直天方夜谭。
　　然后就是1966年，高锟发表《光频率介质纤维表面波导》，得出了一个光纤通信史上划时代的突破性的结论：光在玻璃中传输时，损耗主要是由于材料所含的杂质引起，并非玻璃本身。
　　高锟预言，如果制造超高纯度的石英玻璃，光束在光纤中传播至少500米时，还有10%的能量剩余。也就是有可能把损耗降低到20dB/公里。
　　美国康宁公司看反正炼一炉什么都不添加的超高纯度石英玻璃也不算太难，就试了试，结果真的拉出来了20dB/公里的光纤。从那以后，光纤通信正式开始揭开序幕。
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　　至于现在……
　　赵老师和周光召当然搞明白了玻璃纤维的传输损耗是由杂质引起的。
　　激光器的技术储备也够了。
　　周光召的激光（通过空气）计算机通信设备也搞到第三版了。
　　“按唐部长的估计，光导纤维应该是双重构造，纤芯部分是高折射率玻璃，表层部分是低折射率的玻璃或塑料，光在纤芯内传输，并在表层交界处不断进行全反射，沿“之”字形向前传输。”赵忠尧说，“现在长光做不了塑料套包层，那我们试试低折射率玻璃包层。”
　　周光召：“赵老师，那我们拉多粗的纤芯呢？”
　　“唐部长说头发丝那么细都可以，如果想保守一些，进行第一次原理实验的时候可以拉0.1毫米、0.2毫米或者0.3毫米。至于现在，”赵忠尧看了看四周摆放的长光的设备，捂脸说道：“拉0.5毫米的吧。”
第21章
攒个小高炉吧
　　1951年1月，唐华定下激光二组是通信组，由赵老师担任组长，又表示参加第二组的研究生是硕士-博士连读。
　　这意思就是激光通信这个领域，三年可能突破不了，做好研究6年甚至更长时间的准备。
　　此后的发展，似乎在证明开发导线激光传输通信技术真的不容易。1951年12月，周光召利用在大气中传输的激光进行了首次计算机与计算机之间二进制数据通信，然后就卡在这一步。
　　转眼之间就1953年10月，已经过去两年零10个月了。
　　硕士念三年。超过三年……看来真的要读博士？
　　现在激光二组理论研究齐备，原理验证（用大气传输的方式）也做了。专用激光器、调制解调系统、计算机数据接入器件都做了或者有谱了。唯独光纤不好做。
　　唐华的论文里指出超高纯度的玻璃应该可以具有极低的损耗率，但这论文发表的时候，中国连双筒望远镜都不能制造——长春光学仪器厂还是一片工地。
　　给长春光学仪器厂的计划书里面，超高纯度的石英玻璃应该是在1954年年中首次冶炼出炉，现在被提前了半年多。
　　所以赵忠尧和周光召的惊喜应该归功于长春光学仪器厂的干部和工人，他们不负众望，按时完成了工厂基建，在工厂开始运转后兵分两路，一路人制造光学镜头和望远镜，不断磨炼加工工艺；另一路人琢磨各种配方的玻璃，其中也包括冶炼超高纯度的石英玻璃。
　　“三块玻璃都是从这一炉里面出来的，”赵忠尧拿着测量仪器，“第一块测得的损耗率是21.10dB每公里，第二个块是21.13dB每公里，第三个块是21.09dB每公里。已经很接近唐部长的预测了。”
　　周光召：“唐部长说的是99.998%纯度时，玻璃纤维的损耗率将会降低到20dB每公里。我觉得，没有达到20dB每公里的损耗率应该是因为纯度有误差。要不要让工人再炼一炉？”
　　赵忠尧：“炼制一炉超高纯度石英玻璃要重复几十次提纯工艺，等不及了，就用这大半炉拉线试试。准备做玻璃管。”
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　　光纤的制造，从直径约乒乓球大小的玻璃管开始。
　　两根玻璃管，一根是高折射率超高纯度的石英玻璃，这是光纤的纤芯材料。另一根玻璃管由低折射率玻璃材质构成，这是光纤的包层。内外层折射率有差别，这样激光在纤芯内传输时就形成全反射，沿着一条折线向前传输。
　　玻璃厂工人将玻璃管放在氢氟酸稀溶液中洗涤，去除玻璃表面可能存在的油污等杂质。
　　彻底清洁后，赵忠尧和周光召把两根玻璃管固定在一台由车床改成的试验台上，玻璃管孔对孔慢慢接近。两根玻璃管对上的地方正好是氢氧焰的喷口，点火之后玻璃管对上的地方就烧软了，最后两根管变成了一根。
　　然后再气体注入，反应出薄膜，热加工，管子坍塌从空心管变成实心管。
　　“我们这实验室小作坊半天才能烧拉出一卷光纤，以后要大规模生产该怎么办？”周光召问。
　　赵忠尧：“大规模生产还远着呢。但是重工业部已经在规划一个专门的工厂来制造这个东西了。”
　　玻璃管被竖直吊起来，缓缓插入一个炉温足有2000摄氏度的炉子里。
　　玻璃管软化、玻璃液下滴。0.5毫米的光纤被拉出来，赵忠尧叹了口气：“还是想办法搞0.2到0.3毫米的吧，0.5毫米的不好弯折。”
　　王大衍：“往细了做，两种玻璃的成分容易出现断层。”
　　玻璃管拉成玻璃丝。这玻璃管子的管心是纤芯材料，外管是包层材料，拉丝的时候工艺不好，可能玻璃丝有某一段就只含有其中一种材料。如果某一段只有包层没有纤芯材料，光传输到这里就断了（损耗率急剧增加）。如果反过来，只有纤芯材料没有包层，那这一段就会漏光，结果也是损耗率急剧增加。
　　赵忠尧：“咱们现在是半手工试验阶段，设备可以微调，容易呲的地方可以手动订正。光召！光召你去哪里？”
　　周光召肩膀扛着一卷刚才拉出来的不太好弯折的光纤，就像是挎了一个游泳圈：“赵老师，您继续做0.3毫米光纤，我先用这一卷光纤试试连接计算机通信。”
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　　赵忠尧打算重起炉灶，试做0.3毫米光纤，这又得从拼接玻璃管开始做起。
　　忙活到第二天，0.3毫米的细丝拉出来了。手感果然柔和了很多。
　　“理论直径是0.3毫米，实测的直径最小处是0.282毫米，直径最大处是0.330毫米……就这样吧。”
　　看赵忠尧拉出了第一批0.3毫米玻璃丝，王大衍问：“验证验证？”
　　赵忠尧：“大衍，关灯。”
　　实验室面积很大，关灯之后只剩一面墙上的两扇窗户采光，顿时昏暗下来。
　　现在拉出来的0.3毫米光纤已被集成了长12米的线，19根光纤并列成一股。
　　这大概是世界上第一根光缆。
　　光缆比较软，可能比铜电线还要软一些。赵忠尧先找到光缆的一头拿在左手，右手薅线找出光缆的另一头。
　　当然两头都是空的，没有接什么输入输出解码设备。
　　“看我变魔术吧，”赵忠尧拿起激光笔，照光缆其中一头，那里是裸露的19根光纤线头。
　　激光笔照上去，光缆的另一头就漏出了亮光。
　　王大衍：……
　　如果是普通玻璃拉成的丝，光在里面传输12米的时候损耗超过95%，在缆线的另一头是看不见漏光的。现在在房间里，这漏出来的光不但肉眼可见，还颇为耀眼。
　　王大衍：“所以，试验成功了？”
　　赵忠尧：“你来，帮我拿着这一头，用激光笔照光纤不要停。”
　　王大衍接过照亮的工作，腾出手来的赵忠尧拿起光缆的另一头，用小钳子分开里面的光纤，仔细检查每一根漏出的光。
　　“有一根光纤是不亮的。还有两根光纤发的光偏暗，说明其中有些地方损耗率剧增。大衍你稍微换一下激光笔的入射角度，确保每一根光纤都摄取了激光。……终于有一根正常发光了。好，19根12米的光纤，有2根是有瑕疵的。”
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　　“线都对准了？”
　　“都对上了，而且都拧紧了。”
　　周光召和两个激光二组的同学把长春光学仪器厂仅有的两台T52计算机征用了。
　　两台计算机分在两个屋子里，周光召用自己制作的检测器接上光缆卷，按下开关，检测器上的3盏小灯依次亮灭。
　　“这三根线确实没问题。”周光召说，“哎呀，我还没去给赵老师的新光纤检测完好率呢。”
　　在光纤拉丝的实验室，赵忠尧又用检测器查了一遍手中的0.3毫米光纤，结果和他刚才测出的一样。
　　“毕竟是实验室小规模自制的东西，可靠性还不算好，不过我感觉还可以再改进一下流程。”赵忠尧说，“你那边怎么样了？要换这一条线来做测试吗？”
　　“不用，我们都准备联机测试了。”
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　　北京。
　　唐华知道赵忠尧现在正带着激光二组试做光纤，说不定已经拉出光纤来测试了。
　　“赵老师：既你们带队前往长春，那我就先在北京忙别的事。有其他额外需求及时反馈，如技术有突破立即联系。”
　　唐华给长春发了个电报，让他们自己捣腾一阵子再说。
　　第二天赵忠尧的回电是：“忘带厚衣服了，麻烦到清华联系，把各人所需冬衣打包到长春。”
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　　唐华现在必须得和一堆大概是19世纪末的机器打交道。
　　“从今年1月到7月，我们按照大致给定的计划，在廊坊搭起了一座30立方米的小型高炉。”
　　钢铁工业局副局长鲁达从廊坊回来，带来了小钢铁厂的汇报、图纸和简单的模型。