Charles K. Kao Biografie – Auf dem Gebiet der Elektrotechnik und Physik leistete Sir Charles Kuen Kao GBM KBE FRS FREng Pionierarbeit beim Einsatz von Glasfasern in der Telekommunikation. Es war Kaos Arbeit in den 1960er Jahren, die den Rahmen für die Entwicklung des Internets schuf, indem er mehrere Methoden entwickelte, um Glasfasern mit Lasern zu kombinieren, um digitale Daten zu übertragen.
Die Familie zog nach Hongkong, als Kao etwa 15 Jahre alt war. Für sein Bachelor-Studium zog er von Taiwan und Hongkong, wo er aufgewachsen war, nach London. In den Standard Telecommunication Laboratories in Harlow, der Forschungseinrichtung von Standard Telephones and Cables (STC), arbeitete Kao in den 1960er Jahren und entwickelte 1966 die Grundlagen für Glasfaser in der Kommunikation.
Als “Begründer der Faseroptik” und “Godfather of Breitband” bekannt, setzte er seine Forschungen an der Chinese University of Hong Kong sowie an den Universitäten ITT und Yale in den USA fort. Es war Kaos “bahnbrechende Arbeit zum Transport von Licht in Fasern für die optische Kommunikation”, die ihm 2009 den Nobelpreis für Physik einbrachte. “Dienste für die Glasfaserkommunikation” brachten ihm 2010 die Ritterschaft von Königin Elizabeth II. ein.
Als Kao 1963 zum ersten Mal in die Forschungsgruppe für optische Kommunikation eintrat, machte er sich Notizen über den aktuellen Stand der Dinge, die verfügbare Technologie und die wichtigsten beteiligten Akteure. Antoni E. Karbowiak, der unter Alec Reeves an der Entwicklung optischer Wellenleiter für die Kommunikation arbeitete, stellte Kao zunächst als wissenschaftlichen Mitarbeiter ein.
Es war Kaos Aufgabe, die Dämpfung von Fasern zu untersuchen, für die er bei mehreren Faserherstellern Proben sammelte und auch die Qualitäten von Schüttgläsern akribisch untersuchte Kaos umfangreiche Recherchen. Später in diesem Jahr wurde Kao zum Gruppenleiter für die elektrooptische Forschung von STL befördert. Nachdem Karbowiak STL verlassen hatte, um einen Lehrstuhl für Kommunikation an der University of New South Wales (UNSW) in Sydney, Australien, anzutreten, übernahm er das optische Kommunikationsprogramm bei STL.
Obwohl Kao die Nachfolge von Karbowiak als Leiter der optischen Kommunikationsforschung antrat, entschieden er und sein Kollege George Hockham sofort, Karbowiaks Konzept (Dünnschichtwellenleiter) zu verwerfen. Sie untersuchten sowohl die Physik des Lichts als auch die Qualitäten der Materialien, mit denen sie arbeiteten. Es war George Hockham (1964-1965, der von 1964-1965 mit Kao zusammenarbeitete), der die Ergebnisse veröffentlichte, als Kao sie im Januar 1966 erstmals dem IEE in London vorstellte.
Ein wichtiger Teil der heutigen Lichtwellenleiter-Kommunikation kann auf dieses Papier zurückgeführt werden, das ursprünglich die Verwendung von Glasfasern zur Implementierung optischer Kommunikation befürwortete.
Kao und Hockham stellten 1965 fest, dass die grundlegende Beschränkung für die Lichtdämpfung durch Glas unter 20 dB/km (Dezibel pro Kilometer, ein Maß für die Dämpfung eines Signals über eine Entfernung) liegt. Der Lichtverlust konnte jedoch zum Zeitpunkt dieser Bestimmung in optischen Fasern bis zu 1.000 dB/km oder mehr betragen. Diese Erkenntnis löste einen Wettlauf um verlustarme Materialien und Fasern aus, die diese Spezifikationen erfüllen könnten.
T. W. Davies, M. W. Jones und C. R. Wright, Mitglieder von Kaos neuem Team, arbeiteten daran, eine Vielzahl von Materialien zu testen, um dieses Ziel zu erreichen. Eine breite Palette optischer Materialien, darunter Gläser und andere übliche Haushaltsgegenstände, wurden untersucht, um ihre Extinktionskoeffizienten zu bestimmen. Gefiedertes Siliziumdioxid (SiO2) war aufgrund seiner außergewöhnlichen Reinheit zu dieser Zeit ein hervorragender Kandidat für die optische Kommunikation.
Darüber hinaus stellte Kao fest, dass die Verunreinigung des Glasmaterials und nicht grundlegende physikalische Prozesse wie Streuung der Hauptgrund für die signifikante Abnahme der Lichtdurchlässigkeit innerhalb der Glasfaser ist, und diese Verunreinigung kann angegangen werden. Aus diesem Grund werden heute weltweit hochreine Glasfasern untersucht und produziert. Es wurde weitgehend als Witz angesehen, als Kao ursprünglich vorschlug, dass Glasfasern für die Übertragung von Informationen über große Entfernungen verwendet werden und Kupferleitungen ersetzen könnten, die in dieser Zeit für die Telekommunikation verwendet wurden.
Darüber hinaus war er maßgeblich an der Entwicklung und Kommerzialisierung der optischen Kommunikation in den frühen Stadien ihrer Entwicklung und Implementierung beteiligt. Als Kao 1966 in die USA übersiedelte, gelang es ihm nicht, das Interesse von Bell Labs zu wecken, einem damaligen Rivalen von STL auf dem Gebiet der Kommunikationstechnologie. Anschließend ging er nach Japan, wo er viel Unterstützung erhielt.
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