作者:约翰留着长长的胡子
在办公室,翻出一封从长春发来的电报,报告了一个非同小可的信息。
“隔壁炼制成了第一炉超高纯石英玻璃!”
电报是长春光电子所的王大衍发来的。
他说的隔壁,是挨着长春光电子所的长春光学仪器厂。
等一下,长光几个月前报告过一次,他们做出了苏八——从苏六进步到苏八,还是军用双筒望远镜。正在攻炮队镜和狙击步枪瞄准镜两大难关。
这是镜片研发的进展。光学玻璃……好像长光确实在反复测试各种光学玻璃的配方。于是给他们鼓捣出了超高纯石英玻璃?
唐华马上给清华大学物理系打电话。
赵忠尧老师带的激光通信组,是第几组来着?好像是第二组。
1951年12月,第二组周光召在实验室里用激光完成了两台计算机之间的激光通信。这是一束激光隔着10米在空气中直接传播来通信的,就是一个最基本的原理模型。
因为光纤还生产不了,所以最近一年多一直停留在这一步,弄得赵老师也怪不好意思的。
现在超高纯石英玻璃出来了,所以?
……
清华物理系的电话等了很久才有人接。说话的既不是赵忠尧也不是周光召。
“您好唐部长,赵老师大概几天前接了个电报,看完就跳了起来,马上收拾行李,第二天就和周光召还有几个研究生一起去长春了。”
嘶……
看来王大衍是同时给唐华和赵忠尧发的电报。
赵老师看来是等得太久,急不可耐了。
唐华想自己是不是也该去一趟,但好像自己只贡献了一个论文,其余的试验和计算都是激光二组做的,就不抢他们的风头了。
……
长春。
赵忠尧和周光召在长春下车,住在长光,放下行李就先去了光学玻璃生产车间。
“麻烦进行重熔,如有可能,再进行一次去杂质工作。”赵忠尧说。
“就按赵教授的指示办。”
王大衍和赵忠尧一起到了现场。现在长春光电所和长光已经被撮合成一体了,王大衍作为所长,也是长光的副厂长兼技术专家。
“另外,光学玻璃车间抽调两到3名技术最好的技工,政审过后就和赵教授的队伍合并,一起组成技术攻关小组。”
“大衍,谢谢你支持我们工作啊。”
“在清华我们都合作了这么长的时间,不用说客气话,”王大衍说,“这是在长春嘛,长春当然是我做主了。”
王大衍来长春光电子所已经两年,看说话的语气好像已经自认自己是东北人了。
“大衍,听说你们所在搞一个重点项目,已经搞了很长时间了?”
王大衍:“是的是的。……哎,这项目密级太高,不好意思啊。不知道我能不能打个申请报告,你们在把这个项目做完之后,也顺便在长春帮帮我们。”
……
1880年,亚历山大·贝尔发明了“光话机”。他将太阳光聚成一道极为狭窄的光束,照射在很薄的镜子上,人声让这面薄镜产生振动时,反射光的变化使得感应的侦测器产生变动,改变电阻值。而接收端则利用变化的电阻值产生电流,还原成原来的声音。
贝尔的试验成功后,在实验日志上写了一句话:“我听到光线的笑声和歌唱声。”
然后……这项技术就几十年没有动静,直到1951年12月,周光召开始用光传递二进制数字,才算往前走了一步。
在光导纤维发明之前,用玻璃的全内反射原理来传输光也有应用,比如牙科医生用弯曲的玻璃棒来把灯光导入病人的口腔为手术照明,这后来发展到胃镜。
甚至在1951年,光物理学家奥布莱恩还提出了包层的概念。
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。
……
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。”
第二十一章,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。”
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