中国工程院院士赵梓森:“中国光纤之父”的追光之路

金雨蒙

2019年09月22日11:28  来源:人民网-湖北频道
 

 【历史背景】

光纤通信是利用光导纤维传输信号,以实现信息传递的一种通信方式。《科学美国人》杂志曾评价说:“光纤通信是二战以来最有意义的四大发明之一。如果没有光纤通信,就不会有今天的互联网和通信网络。”

早在1880年,美国人贝尔发明了用光波作载波传送话音的“光电话”,成为现代光通信的雏形。但由于没有稳定可靠的光源和传输媒介,光电话很难实用化。1966年,英国华裔物理学家高锟提出玻璃丝可用于通信。1970年,美国康宁公司花费3000万美元,研制出3根长30米的光纤样品。

1976年,世界第一条民用光纤通信线路开通,人类通信进入“光速时代”。同一年,我国第一根实用化光纤在武汉邮电科学研究院诞生,大大缩短了我国在光通信领域与西方发达国家的差距,开启了我国光纤通信技术和产业发展的快车道。

【亲历者说】

讲述人:中国光纤通信技术的主要奠基人、中国工程院院士赵梓森

“光通信的优点是带宽,电通信最多一个G,光是10的15次方赫兹,那是电通信的千倍万倍。”赵梓森说,二战结束后,世界各国都将光通信技术作为重点研究课题。上世纪60年代末,当时的武汉邮电学院(武汉邮科院的前身)负责承担国家科研项目“激光大气传输通信”。

“那时候,光通信的研究主要集中于利用大气作为传输介质。”当时还是该学院一名青年教师的赵梓森说,院领导知道他脑子活、技术好,便让他负责这个项目。

没有仪表设备等实验器材,赵梓森提出“土法上马”,采用太阳光做平行光源,将整个激光大气通信设备,搬到当时武汉市最高的建筑——六渡桥的水塔和水运工程学院的某高楼,传输有效距离从8米迅速提高到10公里,课题获得了成功。

全院上下都很高兴,但赵梓森却高兴不起来。“下雨下雪,大气传输通信就‘歇菜’,不能全天候。”要想获得更加稳定可靠的光传输通信,还得另寻他法。

一个偶然的机会,赵梓森听说美国在研究光纤通讯,经过广泛的查阅和求证,他意识到这项技术的可行性和巨大潜力。1974年,他上交了《关于开展光导纤维研制工作的报告》。

消息一出,立即引起轩然大波。“玻璃丝怎么能通信?简直是天方夜谭”,“赵梓森你不要胡搞,要花几千万,你负得了责吗”,一时间,反对和质疑的声音不绝于耳。但赵梓森坚信自己的判断,他顶住各方压力,在一无技术、二无设备、三无人员的情况下开始技术攻关。

他说服领导,争取到一些资金,在邮科院厕所旁搭建了简易的实验室,请几位年轻同事做帮手。没有设备,就想办法从工厂搞来一台废旧车床,再加上几盘电炉、几只烧瓶,就成了当时的光纤拉制核心设备。

拉光纤首先要熔炼出合格的石英玻璃棒,这是一项危险的实验,稍有不慎还会引起爆炸。一次实验中,赵梓森不小心将四氯化硅液体喷进右眼,顿时眼睛剧痛,晕倒在地。同事们赶紧将其送进医院。到医院后,医生都愣住了,没见过这种情况。赵梓森告诉医生,用蒸馏水冲眼睛、打吊针。

眼睛刚一消肿,还未痊愈,赵梓森又回到了实验室。

就是在这种艰苦条件下,经过近3年的努力,赵梓森团队硬是用酒精灯、氧气、四氯化硅等最基础的原料拉制出了我国第一根实用型光纤。

在1977年举办的“邮电部工业学大庆展览会”上,赵梓森展示了自行研制的光纤传输黑白电视信号,引起国家的重视。光纤通信因此被破格列为国家重点攻关项目。我国的光纤通信技术从此迈入了“快车道”。

1981年9月,国家立项“八二工程”,即要在武汉建设中国第一条实用化的光纤通信线路,用光纤连通武汉三镇,限于1982年完成。赵梓森在项目建设中负责后台指挥。

由于光纤线路需要横跨长江、汉江,运输距离长,总难免发生意外出现断裂。“有些断点十分隐蔽,查找困难。”赵梓森至今还记得当初无数次半夜被叫起来赶往几十公里外修光纤。

1982年12月31日,我国第一个光纤通信系统工程——“八二工程”按期全线开通,武汉市民可以通过光纤打电话,开创了我国数字化通信的新纪元。

今年87岁的赵梓森仍一直关注着中国光纤通信发展的点点滴滴。“‘八二工程’全长13.3千米,速率8.448Mb/s,传输120路电话;现在我们的技术已可实现一根光纤上近300亿人同时通话,1秒之内传输约130块1TB硬盘所存储的数据。”赵梓森表示,未来,我国将朝着“超大容量、超长距离、超高速率”光通信技术前沿不断迈进。

(责编:关喜艳、周恬)