Um pouco de luz na história – Breve histórico da fibra óptica

Introdução

Em primeiro lugar, este artigo pretende trazer um pouco de luz na história abordando um breve histórico sobre o surgimento das fibras ópticas. Portanto, vamos fugir um pouco do trivial técnico e abordar questões históricas para entendermos como chegamos a fibra óptica atual.

 

História da Fibra Óptica
História da Fibra Óptica

 

Em síntese vamos iniciar nossa viagem quase no ano zero, onde Heron de Alexandria (10 d.C.-75 d.C.) conhecido popularmente pela descrição de uma máquina a vapor simples, realizou estudos sobre a reflexão em espelhos. Em 1621 Willebrord Snell van Royen (1580-1626) descobriu que quando a luz atravessa dois meios de propagação diferentes sua direção pode mudar, fenômeno que foi chamado de refração. Então, ele desenvolveria uma lei que leva seu nome que seria essencial para o desenvolvimento da fibra óptica.

 

Willebrord Snell van Royen (1580-1626)
Willebrord Snell van Royen (1580-1626)

 

Em 1678 o físico holandês Christiaan Huygens (1629-1695) cria um modelo que define a luz como sendo uma onda.

 

Christiaan Huygens (1629-1695)
Christiaan Huygens (1629-1695)

 

O começo de tudo

A luz durante muito tempo foi usada para comunicação, basicamente empregando o espaço livre. Assim, por esta razão imaginava-se até 1870 que a luz somente se propagava em linha reta, mas foi o físico John Tyndall (1820-1893) que demonstrou pela primeira vez neste ano que a luz era capaz de realizar curvas.

 

Físico John Tyndall (1820-1893)
Físico John Tyndall (1820-1893)

 

Para provar isso, John colocou uma fonte de luz dentro de um recipiente opaco cheio com água com um orifício em uma das extremidades, por onde escoava a água. Assim, ele observou que a luz acompanhava a trajetória curva d’água. Como resultado, na verdade, a luz se propagava por uma série de reflexões internas.

 

Experimento de John Tyndall
Experimento de John Tyndall

 

Alexander Graham Bell (1847-1922) em Washington, DC, juntamente com o seu assistente e mais tarde sócio Charles Sumner Tainter (1854-1940); em 19 de fevereiro de 1880 realizaram uma demonstração experimental de transmissão de voz entre dois pontos empregando um feixe de luz com um equipamento denominado de Photophone (Fotofone).

 

Alexander Graham Bell (1847-1922)
Alexander Graham Bell (1847-1922)
Charles Sumner Tainter (1854-1940)
Charles Sumner Tainter (1854-1940)

 

Um padre gaúcho, de Porto Alegre, chamado Landell de Moura a partir de 1901 também foi um dos pioneiros a realizar comunicações de voz empregando luz. Entretanto, até meados do século XX ocorreram poucos avanços nessa área. Porque, como vimos, as transmissões nesta época ocorriam apenas pelo espaço livre. Portanto, não se conseguia boa capacidade transmissão devido a perturbações atmosféricas, tais como chuva, relâmpagos, neblina, fumaça, etc.

 

Padre Landell de Moura (1861- 1928)
Padre Landell de Moura (1861- 1928)

 

Narinder e a Patente da Fibra Óptica

Em 1952 um físico indiano chamado Narinder Singh Kapany realizou experimentos que o levariam a criar e a patentear a fibra óptica. Mas inicialmente ele estava pensando em usos apenas para a medicina. Após perceber a dimensão de sua criação vislumbrou um universo de possibilidades. Ele cunhou o termo Fibra Óptica pela primeira vez no ano de 1956. Mas devido a sua grande flexibilidade tornou-se um instrumento útil e em diversas aplicações.  Usada desde decoração, até nas telecomunicações. Entretanto, no início os sistemas ópticos ficaram restritos à curtas distâncias pelas limitações apresentadas pelos sistemas daquela época.

 

Narinder Singh Kapany (1926)
Narinder Singh Kapany (1926)

 

Criação do Laser

O interesse pelas comunicações ópticas em maiores distâncias foi retomado no início de 1960. Porque neste ano tivemos a invenção do LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) pelo físico norte-americano Theodore Maiman (1927-2007).

 

Theodore Maiman (1927-2007)
Theodore Maiman (1927-2007)

 

Este dispositivo fornece uma luz extremamente direcional, com elevada intensidade, possibilitando modulações de altas frequências. Assim passou a ser combinado com fibras ópticas para obter melhor desempenho. Um dos pioneiros neste trabalho foi o físico chinês Charles Kuen Kao (1933-2018).

 

Charles Kuen Kao em Stanford (1966)
Charles Kuen Kao em Stanford (1966)

 

Fibra Óptica para transmissão de Telefonia (Telecomunicações)

Kao trabalhou como diretor de engenharia no Standard Telecommunication Laboratories da International Telephone and Telegraph (ITT), em Harlow. Lá realizou testes na área de telecomunicações em fibras de vidro, transmitindo pela primeira vez dados em forma de sinais de luz. Foi ele que constatou que a maior causa de perdas de informação em uma fibra óptica não ocorre por problemas eletrônicos, mas por impurezas no vidro.

 

Charles Kuen Kao (1933-2018)
Charles Kuen Kao (1933-2018)

 

Charles Kao realizou um trabalho pioneiro de na companhia Standard Telephones and Cables, no Reino Unido. Porque lá ele pode observar os efeitos de impurezas em fibras ópticas para transmissões ópticas. Isso atraiu a atenção de um cientista chamado Robert D. Maurer (1924), ainda no ano de 1966. Como resultado, estas pesquisas ajudariam a desenvolver o modelo da fibra óptica atual. Kao foi pioneiro nas comunicações telefônicas via fibras ópticas. Maurer sabendo dos experimentos sobre fibras ópticas buscou saber mais informações. Assim, estas observações seriam aplicadas nos anos 70 em uma nova geração de fibras ópticas.

 

A Fibra moderna

A partir do ano de 1970 as coisas se intensificaram muito quando então os cientistas da Corning, os doutores Robert D. Maurer, Donald B. Keck (1941) e Peter C. Schultz (1942). Assim, eles mudaram significativamente e revolucionaram as telecomunicações a partir de quando aperfeiçoaram e criaram uma nova geração de fibras ópticas de baixas perdas.

 

Robert D. Maurer, Donald B. Keck e Peter C. Schultz
Robert D. Maurer, Donald B. Keck e Peter C. Schultz
Robert D. Maurer, Donald B. Keck e Peter C. Schultz
Robert D. Maurer, Donald B. Keck e Peter C. Schultz

 

Conclusão

Concluindo, portanto, as descobertas sobre a luz e a invenção de dispositivos como o Laser, permitiram a chegada nos dias atuais. Testes com velocidades próximas de 700Tbps (Terabits por Segundo) recentemente anunciam boas novas. Mas, temos uma nova geração de fibras ópticas em desenvolvimento, garantindo perdas ainda menores e velocidades maiores. Certamente vamos continuar construindo esta história…

 

Autor: Fernando César Morellato

 

Acesse também nossa plataforma EAD

Ficou interessado em mais informações? Clique aqui!