Юный техник 1981-10, страница 6

Это самые мощные из известных ныне источников света. Кроме того, длиной волны, фазой, частотой их излучения можно управлять. Но лазер лучше всего «говорит» на языке вычислительных машин. Единица — ноль. Горит — погашен. Это двоичный код. Такой последовательностью нулей и единичек можно передавать любую информацию. Преобразовать обычную электрическую картину разговора в двоичный код сегодня можно с помощью аналого-цифрового преобразователя. Так называют устройство-переводчик, разработанное учеными. Он настолько мал, что его нетрудно разместить даже внутри корпуса телефонного аппарата. Другой «переводчик» — цифро-аналоговый преобразователь — превратит посланную по кабелю череду двоичных импульсов в человеческий голос.

В общем, оставалось изготовить сам световод, который бы связал разработанные связистами преобразователи. Здесь уже слово было за химиками и физиками.

Как металл электронам, так свету нужен свой особый проводник — материал почти фантастической прозрачности. В быту нас вполне устраивает обычное оконное стекло, задерживающее всего около трех процентов падающего на него света. Но достаточно лишь десятиметровой преграды из такого стекла — и на ослепительный свет самого мощного прожектора можно смотреть не щурясь. А световод должен быть многокилометровой длины! Свету в нем предстоит путь во много раз больший. Он, как известно, распространяется только прямо, а кабель нужно вести и вертикально и горизонтально, обходя препятствия, меняя уровни. Заставить луч следовать за всеми поворотами и изгибами кабеля можно только особой физической хитростью, используя для этого так назы

ваемым принцип полного внутреннего отражения. Иными словами, нужно было сделать световод таким, чтобы оптический показатель преломления среды внутри кабеля резко отличался от коэффициента преломления его стенок. Тогда при Любом изгибе кабеля ни один фотон света не потеряется — отразится от стенки и продолжит свой путь, словно в туннеле.

И принцип полного внутреннего отражения и многие другие требования можно было реализовать лишь при одном условии — создать кабель из материала в сотни раз более прозрачного, чем обычное стекло! Иначе даже самый чувствительный приемник света — человеческий глаз — не уловит ослабленный в многокилометровом пути луч.

В природе нет такого материала. Зато поистине неисчерпаемы запасы сырья, из которого, как выяснили ученые, можно сделать нужный материал. Сырье это —■ кремний. Но, для того чтобы кремний мог стать начинкой необычного кабеля, предстояло научиться получать его с невероятной прежде степенью чистоты. В материале световода непозволительны даже миллионные доли посторонних примесей!

После долгих экспериментов и множества неудачных попыток наконец одна из идей обнадежила ученых. Наибольшей степени очистки кремния можно достичь, если предварительно превратить его... в пар. Из парообразного состояния кремний и загрязняющие его примеси конденсируются при разных температурах. Вот это различие и решили использовать.

Задача изготовления световода не ограничивается только высочайшей степенью очистки кремния. Чтобы направлять луч по всем изгибам линии без потери фотонов, световод должен состоять как бы из двух слоев — внешней оболочки и сердцевины,

4