中國工程院院士趙梓森:“中國光纖之父”的追光之路

金雨蒙

2019年09月22日11:28  來源:人民網-湖北頻道
 

 【歷史背景】

光纖通信是利用光導纖維傳輸信號,以實現信息傳遞的一種通信方式。《科學美國人》雜志曾評價說:“光纖通信是二戰以來最有意義的四大發明之一。如果沒有光纖通信,就不會有今天的互聯網和通信網絡。”

早在1880年,美國人貝爾發明了用光波作載波傳送話音的“光電話”,成為現代光通信的雛形。但由於沒有穩定可靠的光源和傳輸媒介,光電話很難實用化。1966年,英國華裔物理學家高錕提出玻璃絲可用於通信。1970年,美國康寧公司花費3000萬美元,研制出3根長30米的光纖樣品。

1976年,世界第一條民用光纖通信線路開通,人類通信進入“光速時代”。同一年,我國第一根實用化光纖在武漢郵電科學研究院誕生,大大縮短了我國在光通信領域與西方發達國家的差距,開啟了我國光纖通信技術和產業發展的快車道。

【親歷者說】

講述人:中國光纖通信技術的主要奠基人、中國工程院院士趙梓森

“光通信的優點是帶寬,電通信最多一個G,光是10的15次方赫茲,那是電通信的千倍萬倍。”趙梓森說,二戰結束后,世界各國都將光通信技術作為重點研究課題。上世紀60年代末,當時的武漢郵電學院(武漢郵科院的前身)負責承擔國家科研項目“激光大氣傳輸通信”。

“那時候,光通信的研究主要集中於利用大氣作為傳輸介質。”當時還是該學院一名青年教師的趙梓森說,院領導知道他腦子活、技術好,便讓他負責這個項目。

沒有儀表設備等實驗器材,趙梓森提出“土法上馬”,採用太陽光做平行光源,將整個激光大氣通信設備,搬到當時武漢市最高的建筑——六渡橋的水塔和水運工程學院的某高樓,傳輸有效距離從8米迅速提高到10公裡,課題獲得了成功。

全院上下都很高興,但趙梓森卻高興不起來。“下雨下雪,大氣傳輸通信就‘歇菜’,不能全天候。”要想獲得更加穩定可靠的光傳輸通信,還得另尋他法。

一個偶然的機會,趙梓森聽說美國在研究光纖通訊,經過廣泛的查閱和求証,他意識到這項技術的可行性和巨大潛力。1974年,他上交了《關於開展光導纖維研制工作的報告》。

消息一出,立即引起軒然大波。“玻璃絲怎麼能通信?簡直是天方夜譚”,“趙梓森你不要胡搞,要花幾千萬,你負得了責嗎”,一時間,反對和質疑的聲音不絕於耳。但趙梓森堅信自己的判斷,他頂住各方壓力,在一無技術、二無設備、三無人員的情況下開始技術攻關。

他說服領導,爭取到一些資金,在郵科院廁所旁搭建了簡易的實驗室,請幾位年輕同事做幫手。沒有設備,就想辦法從工廠搞來一台廢舊車床,再加上幾盤電爐、幾隻燒瓶,就成了當時的光纖拉制核心設備。

拉光纖首先要熔煉出合格的石英玻璃棒,這是一項危險的實驗,稍有不慎還會引起爆炸。一次實驗中,趙梓森不小心將四氯化硅液體噴進右眼,頓時眼睛劇痛,暈倒在地。同事們趕緊將其送進醫院。到醫院后,醫生都愣住了,沒見過這種情況。趙梓森告訴醫生,用蒸餾水沖眼睛、打吊針。

眼睛剛一消腫,還未痊愈,趙梓森又回到了實驗室。

就是在這種艱苦條件下,經過近3年的努力,趙梓森團隊硬是用酒精燈、氧氣、四氯化硅等最基礎的原料拉制出了我國第一根實用型光纖。

在1977年舉辦的“郵電部工業學大慶展覽會”上,趙梓森展示了自行研制的光纖傳輸黑白電視信號,引起國家的重視。光纖通信因此被破格列為國家重點攻關項目。我國的光纖通信技術從此邁入了“快車道”。

1981年9月,國家立項“八二工程”,即要在武漢建設中國第一條實用化的光纖通信線路,用光纖連通武漢三鎮,限於1982年完成。趙梓森在項目建設中負責后台指揮。

由於光纖線路需要橫跨長江、漢江,運輸距離長,總難免發生意外出現斷裂。“有些斷點十分隱蔽,查找困難。”趙梓森至今還記得當初無數次半夜被叫起來趕往幾十公裡外修光纖。

1982年12月31日,我國第一個光纖通信系統工程——“八二工程”按期全線開通,武漢市民可以通過光纖打電話,開創了我國數字化通信的新紀元。

今年87歲的趙梓森仍一直關注著中國光纖通信發展的點點滴滴。“‘八二工程’全長13.3千米,速率8.448Mb/s,傳輸120路電話﹔現在我們的技術已可實現一根光纖上近300億人同時通話,1秒之內傳輸約130塊1TB硬盤所存儲的數據。”趙梓森表示,未來,我國將朝著“超大容量、超長距離、超高速率”光通信技術前沿不斷邁進。

(責編:關喜艷、周恬)