Процесс передачи света по оптическому волокну немного сложнее и интереснее, чем просто «многократное преломление» внутри волокна, как было сказано в прошлый раз.
Путь становления оптоволоконной технологии занял десятки лет, на протяжении которых нужно было поставить себе на пользу явление полного внутреннего отражения, т.е. побороть потери света в волокнах.
Эффект полного внутреннего отражения наблюдается только в системе, содержащей не менее двух сред. Если говорить об оптоволокне, то этими средами будут сердцевина волокна и его оболочка.
Тогда, если мы соблюдем два условия: 1) движение света из среды с более высоким коэффициентом преломления в среду с более низким коэффициентом преломления; 2) угол падения света, выше некоторого критического значения; то получим ситуацию, когда луч, достигая границы раздела, полностью отражается и не попадает во вторую среду.
Если эти условия не выполняются (а выполнить их не так-то просто), то луч будет рассеиваться или проникать в оболочку и сигнал по нашему оптоволокну не дойдет до адресата.
Чтобы волокно годилось для передачи света, необходимо было максимально снизить в нем концентрацию примесей, избавиться от структурных дефектов и достичь ровной, очень ровной поверхности как сердцевины, так и оболочки. Всё это вместе позволяет минимизировать Рэлеевское рассеяние света.
Световые потери можно оценивать по величине уровня затухания сигнала (Дб/км). Для первых волокон эта величина превышала 1000 Дб/км, что было неприлично много и для передачи сигнала на большие расстояния не годилось.
В 1966 г. английские физики Чарльз Као и Чарльз Хокхэм оценили, что при уровне затухания 20 Дб/км, технология станет жизнеспособной и пригодной для передачи информации.
Имея цель перед глазами, а также гешефты, которые обещало ее достижение, научный прогресс попер поактивнее и уже в 1970 г. такое волокно (с потерями 20 Дб/км) было получено.
Это произошло благодаря работе ученых компании Corning Incorporated (Роберта Маурера, Дональда Кека и Питера Шульца), разработавших первое ультрачистое стекловолокно.
Всего спустя два года показатель был улучшен в пять раз, а сегодня потери и вовсе составляют 0,2 Дб/км. Благодаря чему, сегодня мемы с котиками прогружаются очень быстро и стабильно.