Kaip Aleksandras Graamas Bellas įkūrė „Li-Fi“ su fotofonu 1880 m

Praėjus ketveriems metams po telefono patentavimo, išradėjas Aleksandras Graham Bellas jau ieško būdų, kaip pagerinti savo naująją technologiją. Konkrečiai jis norėjo eiti belaidžiu ryšiu. Funkciniu požiūriu laidai apribojo „Bell“ išradimo naudojimą: pagrindinis pavyzdys, laivai jūroje, būtų naudingi iš telefono technologijos, tačiau akivaizdu, kad jie negali būti pririšti prie laidų. Bellas puikiai prognozavo, kad „ateina diena, kai telegrafo laidai bus nutiesti į namus, lygiai taip pat kaip vanduo ar dujos“, tačiau jis visiškai nepriėmė savo regėjimo. Jis suprato, kad miestai, nuriję storų juodųjų laidų tinklais, gali būti bjaurūs miestai.

Savo medaus mėnesį Bell perskaitydavo apie mokslininkus ir išradėjo Robert Sabine eksperimentus su Selenu, naujai atrastą medžiagą, kuri reagavo į šviesos poveikį. Sabine'o eksperimente jis galėjo vizualiai matuoti šviesos pokyčius, sulaikančius Seleno imtuvą. Bellas teoriškai teigė, kad jei Seleno reakcija į šviesos pokyčius buvo pakankamai didelė, kad būtų galima fiziškai matuoti reakcijas, tuomet atsirado galimybė spinduliuoti moduliuojamą saulės šviesą į Seleno imtuvą, kuris galėtų sukelti garso efektą; teoriškai jis galėjo išgirsti, ką matė Sabine.

Norint tai pasiekti, Bellas turėtų keisti garso bangas, pvz., Elektros energiją. Telefonu perduodamas garsas per moduluotą elektros srovę, išsiųstą per telegrafo laidus. Seleno imtuvas tada veiktų kaip elektrinio ritės optinė versija telefonų imtuve, moduliuotą šviesą paverčiant atgal į garso bangas.

Žinoma, Bellas buvo visiškai teisingas. 1880 m. Vasario mėn. Bellas, naudodamas metalo grotelių ir pradinio seleno imtuvo diafragmą, klausėsi kaip pagalbininkas Charles Sumner Tainter a cappella versija Auld Lang Syne per savo ausines atnešė blaškymą, perduodamas per vieną saulės spindulį.

Per artimiausius kelis mėnesius „Bell“ ir „Tainter“ pagerino fotoaparato dizainą, pakeisdami plieninius groteles plonu, lanksčiu veidrodžiu, kuris sulenktų ir vibravo nuo garso bangų, pakeisdamas šviesą, tačiau sukurdami labiau koncentruotą šviesos spindulį. gauti iš didesnių atstumų. Pirmasis bandymas perduodamas per tą patį kambarį, o tolesni bandymai naudojant parabolinį veidrodinį imtuvą pasiekė maždaug 700 pėdų atstumą prieš 19 metų iki pirmojo radijo perdavimo. Bell pristatė belaidį garso ryšį su pasauliu.

Bellas buvo ekstatiškas. Jis tikėjo, kad kai technologija sugriebs, garso perdavimas per šviesą vieną dieną revoliuciškai pakeis komunikacijos pasaulį. Tačiau, nors fotofonas konceptualiai buvo sėkmingas, „Bell“ - kada nors pragmatiškas - žinojo, kad technologija, reikalinga, kad jo išradimas būtų praktiškas kasdieniam naudojimui, vis dar buvo kartų.

Didžiausia ir akivaizdžiausia problema, susijusi su saulės šviesa perduodant garsą, yra ta, kad saulė nėra nuolat matoma: naktiniai perdavimai būtų neįmanomi, o lietus išjungtų ryšį. Šviesa sklinda per atstumą, o tai reiškia, kad be itin koncentruotos šviesos, net ir optimaliomis sąlygomis, buvo gana trumpas ir ribotas fotoaparato diapazonas.

Taip pat buvo: Edisonas ką tik sugalvojo 16 vatų lemputę. Dujų žibintai vis dar buvo įprastos vietos, ir nors buvo įmanoma sukurti labai koncentruotas dirbtinės šviesos spindulius su veidrodžiais ir stiklu, bet kuris fotofoną turintis namai turėtų būti pažodinis švyturys. Bell pardavė fotofono patentą Nacionalinei Bell Telephone bendrovei, kurios pagrindiniai akcininkai buvo jo tėvas ir žmona (po to, kai Bell atmetė savo susidomėjimą bendrove, kaip vestuvių dovaną). „Bell“ pats atsisakė kurti fotofoną, tačiau kiti „Bell Telephone Company“ inžinieriai toliau tobulino technologijas per ateinančius dešimtmečius.

Interviu prieš pat mirtį Bellas paskelbė: „Atsižvelgdamas į svarbius principus, aš laikau fotofoną kaip didžiausią išradimą, kurį aš kada nors padariau; Galbūt jis vėl teisus: šviesos telefonija iš tiesų pakeistų pasaulį, apie kurį pranešta, bet ne visai taip, kaip jis įsivaizdavo. Patobulintos fotofono versijos buvo sėkmingai naudojamos jūrų pajėgumams, ypač pirmajame ir antrajame pasauliniuose karuose; šviesos telefonija, skirtingai nei radijo bangos, buvo beveik neįmanoma perimti. Pirmojoje XX a. Dalyje Europos laivybos kompanijos naudojosi modifikuotomis fotofono versijomis kaip atsargine situacija, kai radijo bangos buvo sutrikdytos.

Ironiška, kad laidai buvo trūkstama Bell šviesos telefonijos sudedamoji dalis. Paaiškėja, kad efektyviausias būdas perduoti labai koncentruotus šviesius ilgus atstumus yra per neįtikėtinai ilgus, itin plonus stiklo laidus. Svarbiausias „Bell“ bevielių principų pasireiškimas buvo pluošto optika, naudojama visame pasaulyje telefonu, kabeliu ir interneto duomenimis perduoti, naudojant tuos pačius bendruosius šviesos telefonijos principus, kaip Bell originalus fotofonas.