中文大學校刊 前校長兼諾貝爾獎學人高錕教授特刊 流金灑暖　桂冠生輝

諾貝爾獎講座 23 決新發現的電磁波問題上，他們都欠缺經驗，但仍取得可喜的進展。他們查閱文獻、訪 問專家，以及向多家玻璃和聚合體材料公司搜集樣本。他們也研究有關的理論，並為進 行一系列實驗制定了測量的技術。在他們設計開發出來的各種設備中，有一種是用來測 量在材料內極輕微的亮度衰減，另一種則用於分階模擬實驗，以測量因機械缺陷而導致 的亮度損耗。 高錕最終認定玻璃是可能的透明材料。玻璃是由亙古以來既廉價又用之不竭的沙粒造 成的。 透明材料的光學損耗原因有三：（a）固有損耗；（b）外因損耗；（c）Rayleigh性散失。材 料結構本身吸收紅外線，造成固有損耗，因而限制了透明區域的波長；外因損耗是由於 材料不純淨；而Rayleigh性散失則是材料結構不統一，導致光子散失的結果。常見的玻 璃產品如窗玻璃，因為透明度足夠一般應用，所以沒有人會深入研究至此。在與多位專 家討論之後，高錕最終得出以下結論： 1. 必須將所有雜質，特別是鐵、銅、錳等過渡元素，降低至百萬分一以至十億分一水 平，以減少雜質損耗；但沒有人知道是否可以降低至這樣的水平。 2. 高溫玻璃相對於聚合體之類的低溫玻璃冷卻較快，其分佈因而較均勻，有較低的散 失性衰減。 與此同時，微波的模擬實驗也宣告完成。根據其波模、其端對端偏差容限以及其直徑偏 差容限，介電波導的特徵得以完整界定。理論和模擬實驗都證實該方法是可行的。 他們就此寫了一篇題為《為光波傳遞設置的介電纖維表面波導管》的論文，投到《英國 電子工程師學會學報》。經過尋常的評審和修改過程，論文於1966年7月刊出─那一天 現在被視為光纖通信的誕生日。 4. 論文 論文以圓形截面光纖中模式性質的簡短討論作為開卷。 論文緊接集中討論被認定是應用光纖於通信上的主要障礙：材料特性。那時候，即使是 最透明的玻璃，損耗也高達200dB/km，這使得信號在玻璃中只能傳輸幾米─誰都知 道厚玻璃是不甚透光的。