Sir Charles Kao Kuen ( chino simplificado :高锟; chino tradicional :高錕; pinyin : Gāo Kūn ) GBM KBE FRS FREng [5] [6] [7] [8] [9] (4 de noviembre de 1933 - 23 de septiembre de 2018) fue un físico chino y premio Nobel que contribuyó al desarrollo y uso de la fibra óptica en las telecomunicaciones. En la década de 1960, Kao creó varios métodos para combinar fibras de vidrio con láseres para transmitir datos digitales, lo que sentó las bases para la evolución de Internet y la eventual creación de la World Wide Web .
Kao nació en Shanghái . Su familia se instaló en Hong Kong en 1949. Se graduó en el St. Joseph's College de Hong Kong en 1952 y se fue a Londres para estudiar ingeniería eléctrica. En la década de 1960, Kao trabajó en Standard Telecommunication Laboratories , el centro de investigación de Standard Telephones and Cables (STC) en Harlow , y fue aquí en 1966 donde sentó las bases para la fibra óptica en las comunicaciones. [10] Conocido como el "padrino de la banda ancha", [11] el "padre de la fibra óptica", [12] [13] [14] [15] [16] y el "padre de las comunicaciones por fibra óptica", [17] continuó su trabajo en Hong Kong en la Universidad China de Hong Kong , y en los Estados Unidos en ITT (la corporación matriz de STC ) y la Universidad de Yale . Kao recibió el Premio Nobel de Física por sus «logros innovadores en la transmisión de luz a través de fibras para comunicaciones ópticas». [18] En 2010, la reina Isabel II lo nombró caballero por sus «servicios a las comunicaciones por fibra óptica». [7]
Charles Kao nació en Shanghái en 1933 y vivió con sus padres en la Concesión Francesa de Shanghái . [20] : 1 Estudió clásicos chinos en casa con su hermano, bajo la tutela de un tutor. [21] [20] : 41 También estudió inglés y francés en la Escuela Mundial de Shanghái (上海世界學校) [22] que fue fundada por varios educadores chinos progresistas, incluido Cai Yuanpei . [23]
Después de la revolución comunista , la familia de Kao se instaló en Hong Kong en 1949. Muchos de los hermanos de su madre se mudaron a Hong Kong a fines de la década de 1930, entre ellos, el hermano menor de su madre lo cuidó bien. [20] : 1 [24]
La familia de Kao vivía en la calle Lau Sin, en el límite de North Point , un barrio de inmigrantes de Shanghai. [20] Durante el tiempo que Kao estuvo en Hong Kong, estudió en el St. Joseph's College durante 5 años y se graduó en 1952. [25] [26]
Su abuelo Kao Hsieh fue un erudito , poeta y artista , [21] [34] Varios escritores, incluidos Kao Hsü , Yao Kuang [zh] (姚光) y Kao Tseng [zh] (高增), también eran parientes cercanos de Kao. [ cita necesaria ]
Kao conoció a su futura esposa Gwen May-Wan Kao (de soltera Wong ;黃美芸) en Londres después de la graduación, cuando trabajaron juntos como ingenieros en Standard Telephones and Cables . Ella era china británica . Se casaron en 1959 en Londres y tuvieron un hijo y una hija, ambos residen y trabajan en Silicon Valley , California. [38] [39] Según la autobiografía de Kao, Kao era católico y asistía a la Iglesia Católica mientras que su esposa asistía a la Comunión Anglicana . [20] : 14–15
Carrera académica
Fibra óptica y comunicaciones
En la década de 1960, en Standard Telecommunication Laboratories (STL), con sede en Harlow , Essex, Inglaterra, Kao y sus colaboradores realizaron su trabajo pionero en la creación de fibra óptica como medio de telecomunicaciones, al demostrar que la alta pérdida de las fibras ópticas existentes surgía de impurezas en el vidrio, en lugar de un problema subyacente con la tecnología en sí. [41]
En 1963, cuando Kao se unió por primera vez al equipo de investigación de comunicaciones ópticas, tomó notas resumiendo la situación de fondo [42] y la tecnología disponible en ese momento, e identificando a las personas clave [42] involucradas. Inicialmente, Kao trabajó en el equipo de Antoni E. Karbowiak (Toni Karbowiak), quien trabajaba con Alec Reeves para estudiar guías de ondas ópticas para comunicaciones. La tarea de Kao era investigar la atenuación de la fibra , para lo cual recolectó muestras de diferentes fabricantes de fibras y también investigó cuidadosamente las propiedades de los vidrios a granel. El estudio de Kao lo convenció principalmente de que las impurezas en el material causaban las altas pérdidas de luz de esas fibras. [43] Más tarde ese año, Kao fue nombrado jefe del grupo de investigación de electroóptica en STL. [44] Se hizo cargo del programa de comunicación óptica de STL en diciembre de 1964, porque su supervisor, Karbowiak, se fue para tomar la cátedra de Comunicaciones en la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) , Sydney, Australia. [45]
Aunque Kao sucedió a Karbowiak como director de investigación en comunicaciones ópticas, decidió inmediatamente abandonar el plan de Karbowiak (guía de ondas de película delgada) y cambiar de dirección de investigación en general con su colega George Hockham . [43] [45] No solo consideraron la física óptica sino también las propiedades de los materiales. Los resultados fueron presentados por primera vez por Kao en el IEE en enero de 1966 en Londres, y publicados en julio con George Hockham (1964-1965 trabajó con Kao). [46] [a] Este estudio propuso el uso de fibras de vidrio para la comunicación óptica. Los conceptos descritos, especialmente la teoría electromagnética y los parámetros de rendimiento, son la base de las comunicaciones de fibra óptica actuales. [47] [48]
"Lo que hizo Kao en Harlow transformó el mundo y proporcionó una columna vertebral para Internet. Fue el padre de la fibra óptica".
En 1965, [44] [50] [b] Kao y Hockham concluyeron que la limitación fundamental para la atenuación de la luz del vidrio es inferior a 20 dB/km ( decibeles por kilómetro , es una medida de la atenuación de una señal a lo largo de una distancia), que es un valor umbral clave para las comunicaciones ópticas. [51] Sin embargo, en el momento de esta determinación, las fibras ópticas exhibían comúnmente una pérdida de luz de hasta 1000 dB/km e incluso más. Esta conclusión abrió la intensa carrera para encontrar materiales de baja pérdida y fibras adecuadas para alcanzar tales criterios. [ cita requerida ]
Kao, junto con su nuevo equipo (entre cuyos miembros se encontraban TW Davies, MW Jones y CR Wright), persiguió este objetivo probando varios materiales. Midieron con precisión la atenuación de la luz con diferentes longitudes de onda en vidrios y otros materiales. Durante este período, Kao señaló que la alta pureza de la sílice fundida (SiO2 ) la convertía en un candidato ideal para la comunicación óptica. Kao también afirmó que la impureza del material de vidrio es la causa principal de la dramática decadencia de la transmisión de luz dentro de la fibra de vidrio, en lugar de efectos físicos fundamentales como la dispersión , como muchos físicos pensaban en ese momento, y que dicha impureza podría eliminarse. Esto condujo a un estudio y producción mundial de fibras de vidrio de alta pureza. [52] Cuando Kao propuso por primera vez que dicha fibra de vidrio podría usarse para la transferencia de información a larga distancia y podría reemplazar los cables de cobre que se usaban para las telecomunicaciones durante esa época, sus ideas fueron ampliamente desacreditadas; más tarde, la gente se dio cuenta de que las ideas de Kao revolucionaron toda la tecnología y la industria de las comunicaciones. [53]
También jugó un papel destacado en la etapa inicial de la ingeniería y la realización comercial de la comunicación óptica. [54] En la primavera de 1966, Kao viajó a los EE. UU., pero no logró interesar a Bell Labs , que era un competidor de STL en tecnología de comunicaciones en ese momento. [55] Posteriormente viajó a Japón y obtuvo apoyo. [55] Kao visitó muchas fábricas de vidrio y polímeros , discutió con varias personas, incluidos ingenieros, científicos y empresarios, sobre las técnicas y la mejora de la fabricación de fibra de vidrio. En 1969, Kao con MW Jones midió la pérdida intrínseca de sílice fundida a granel a 4 dB/km, que es la primera evidencia de vidrio ultratransparente. Bell Labs comenzó a considerar seriamente la fibra óptica. [55] A partir de 2017, las pérdidas de fibra óptica (tanto de fuentes a granel como intrínsecas) son tan bajas como 0,1419 dB/km en la longitud de onda de 1,56 μm. [56]
Kao desarrolló técnicas y configuraciones importantes para guías de ondas de fibra de vidrio, y contribuyó al desarrollo de diferentes tipos de fibra y dispositivos de sistemas que cumplían con los requisitos de aplicación tanto civiles como militares [c] , y sistemas periféricos de soporte para comunicación por fibra óptica. [54] A mediados de la década de 1970, realizó un trabajo seminal sobre la resistencia a la fatiga de la fibra de vidrio . [54] Cuando fue nombrado el primer científico ejecutivo de ITT, Kao lanzó el programa " Tecnología Terabit " para abordar los límites de alta frecuencia del procesamiento de señales, por lo que Kao también es conocido como el "padre del concepto de tecnología terabit". [54] [57] Kao ha publicado más de 100 artículos y se le han concedido más de 30 patentes, [54] incluidas las fibras de alta resistencia resistentes al agua (con MS Maklad). [58]
En una etapa temprana del desarrollo de las fibras ópticas, Kao ya prefería firmemente el monomodo para las comunicaciones ópticas de larga distancia, en lugar de utilizar sistemas multimodo . Su visión fue seguida más tarde y ahora se aplica casi exclusivamente. [52] [59] Kao también fue un visionario de los cables de comunicaciones submarinos modernos y promovió ampliamente esta idea. Predijo en 1983 que los mares del mundo estarían plagados de fibras ópticas, cinco años antes de que un cable de fibra óptica transoceánico de este tipo se volviera operativo por primera vez. [60]
La introducción por parte de Ali Javan de un láser de helio-neón estable y el descubrimiento por parte de Kao de las propiedades de pérdida de luz de la fibra se reconocen hoy como los dos hitos esenciales para el desarrollo de las comunicaciones por fibra óptica. [45]
Trabajo posterior
Kao se unió a la Universidad China de Hong Kong (CUHK) en 1970 para fundar el Departamento de Electrónica, que más tarde se convirtió en el Departamento de Ingeniería Electrónica. Durante este período, Kao fue lector y luego catedrático de Electrónica en la CUHK; creó programas de estudios de pregrado y posgrado de electrónica y supervisó la graduación de sus primeros estudiantes. Bajo su liderazgo, se establecieron la Escuela de Educación y otros nuevos institutos de investigación. Regresó a ITT Corporation en 1974 (la corporación matriz de STC en ese momento) en los Estados Unidos y trabajó en Roanoke, Virginia , primero como científico jefe y luego como director de ingeniería. En 1982, se convirtió en el primer científico ejecutivo de ITT y estuvo destinado principalmente en el Centro de Tecnología Avanzada en Connecticut . [15] Mientras estuvo allí, se desempeñó como profesor adjunto y miembro del Trumbull College en la Universidad de Yale . En 1985, Kao pasó un año en Alemania Occidental , en el Centro de Investigación SEL. En 1986, Kao fue Director Corporativo de Investigación en ITT.
Kao fue vicerrector de la Universidad China de Hong Kong de 1987 a 1996. [62] Desde 1991, Kao fue director no ejecutivo independiente y miembro del Comité de Auditoría de Varitronix International Limited en Hong Kong. [63] [64] De 1993 a 1994, fue presidente de la Asociación de Instituciones de Educación Superior del Sudeste Asiático (ASAIHL). [65] En 1996, Kao donó a la Universidad de Yale , y se establecieron las Becas de Investigación del Fondo Charles Kao para apoyar los estudios, la investigación y los proyectos creativos de Yale en Asia. [66] El fondo actualmente es administrado por los Consejos de Estudios de Asia Oriental y del Sudeste Asiático de la Universidad de Yale. [67] Después de su jubilación de CUHK en 1996, Kao pasó su licencia sabática de seis meses en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica del Imperial College de Londres ; De 1997 a 2002, también se desempeñó como profesor visitante en el mismo departamento. [68]
Kao fue presidente y miembro del Comité Asesor de Energía (EAC) de Hong Kong durante dos años, y se retiró del cargo el 15 de julio de 2000. [69] [70] Kao fue miembro del Consejo de Asesores de Innovación y Tecnología de Hong Kong, designado el 20 de abril de 2000. [71] En 2000, Kao cofundó la Independent Schools Foundation Academy , que se encuentra en Cyberport , Hong Kong. [72] Fue su presidente fundador en 2000, y renunció a la junta de la ISF en diciembre de 2008. [72] Kao fue el orador principal en IEEE GLOBECOM 2002 en Taipei , Taiwán. [73] En 2003, Kao fue nombrado profesor titular por nombramiento especial en el Instituto de Electrónica de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación, Universidad Nacional de Taiwán . [73] Kao trabajó luego como presidente y director ejecutivo de Transtech Services Ltd., una consultora de telecomunicaciones en Hong Kong. Fue el fundador, presidente y director ejecutivo de ITX Services Limited. Desde 2003 hasta el 30 de enero de 2009, Kao fue director no ejecutivo independiente y miembro del comité de auditoría de Next Media . [74] [75]
2014 (septiembre): Se inauguró la Academia Sir Charles Kao UTC (ahora conocida como BMAT STEM Academy ). [120]
2014: Se fundó Kao Data, un operador de centro de datos con sede en el antiguo sitio donde Sir Charles Kao trabajaba sobre cables de fibra óptica. [121]
Las conferencias OFC/ NFOEC 2010 [e] estuvieron dedicadas a Kao, del 23 al 25 de marzo, San Diego, California, EE. UU. [133] [134] [135]
14 y 15 de mayo de 2010: Se dedicaron dos sesiones a Kao en la 19.ª Conferencia Anual de Comunicaciones Ópticas e Inalámbricas (WOCC 2010), Shanghái, República Popular China. [136] [137]
25 de marzo de 2011: Se inauguró una placa azul en Harlow , Essex, Reino Unido [140]
4 de noviembre de 2014: Día de la Fibra en el cumpleaños de Kao, FTTH Councils Global Alliance [141]
El 4 de noviembre de 2021, Google celebró el cumpleaños de Kao con un Doodle de Google . La salida binaria del gráfico deletrea "KAO" cuando se convierte a ASCII.
Vida posterior y muerte
Los viajes internacionales de Kao lo llevaron a opinar que pertenecía al mundo en lugar de a cualquier país. [142] [143] Una carta abierta publicada por Kao y su esposa en 2010 más tarde aclaró que "Charles estudió en Hong Kong para su educación secundaria, ha enseñado aquí, fue vicerrector de CUHK y se jubiló aquí también. Por lo tanto, es un habitante de Hong Kong ". [144]
La alfarería era un pasatiempo de Kao, a quien también le gustaba leer novelas de Wuxia (fantasía marcial china). [145]
Kao sufría de Alzheimer desde principios de 2004 y tenía dificultades para hablar , pero no tenía problemas para reconocer personas o direcciones. [146] Su padre sufría la misma enfermedad. A partir de 2008, residió en Mountain View, California , Estados Unidos , a donde se mudó desde Hong Kong para vivir cerca de sus hijos y su nieto. [11]
El 6 de octubre de 2009, cuando Kao recibió el Premio Nobel de Física por sus contribuciones al estudio de la transmisión de luz en fibras ópticas y para la comunicación por fibra , [147] dijo: "Estoy absolutamente sin palabras y nunca esperé tal honor". [148] La esposa de Kao, Gwen, dijo a la prensa que el premio se utilizará principalmente para los gastos médicos de Charles. [149] En 2010, Charles y Gwen Kao fundaron la Fundación Charles K. Kao para la Enfermedad de Alzheimer para crear conciencia pública sobre la enfermedad y brindar apoyo a los pacientes.
En 2016, Kao perdió la capacidad de mantener el equilibrio. En la etapa final de su demencia, su esposa lo cuidaba y no quería que lo mantuvieran con vida con soporte vital ni que le practicaran RCP. [150] Kao falleció en Bradbury Hospice en Hong Kong el 23 de septiembre de 2018, a la edad de 84 años. [151] [152] [153] [154]
Obras
Tecnología de fibra óptica ; por Charles K. Kao. IEEE Press, Nueva York, EE.UU.; 1981.
Una elección cumplida: el negocio de la alta tecnología ; por Charles K. Kao. The Chinese University Press/ Palgrave Macmillan; 1991, 203 páginas. ISBN 962-201-521-2 ISBN 978-962-201-521-0
Abordar juntos el problema del milenio: conferencias públicas ; por Charles K. Kao. Central Policy Unit , Hong Kong; 48 páginas, 1998.
Hojas de ruta tecnológicas para Hong Kong: un estudio preliminar ; por Charles K. Kao. Oficina de Desarrollo Industrial y Comercial, Universidad China de Hong Kong; 126 páginas, 1990.
Fotónica no lineal: no linealidades en óptica, optoelectrónica y comunicaciones por fibra ; por Yili Guo, Kin S. Chiang, E. Herbert Li y Charles K. Kao. The Chinese University Press, Hong Kong; 2002, 600 páginas.
Notas
^ a: La principal tarea de Kao era investigar las propiedades de pérdida de luz en los materiales de las fibras ópticas y determinar si se podían eliminar o no. Hockham estaba investigando la pérdida de luz debido a las discontinuidades y la curvatura de la fibra. ^ b: Algunas fuentes muestran alrededor de 1964 , [155] [156] por ejemplo, "En 1964 , el Dr. Charles K. Kao identificó una especificación crítica y teórica para los dispositivos de comunicación de largo alcance, el estándar de 10 o 20 dB de pérdida de luz por kilómetro". de Cisco Press . [155] ^ c: En 1980, Kao recibió la Medalla de Oro de la Asociación Estadounidense de Comunicaciones y Electrónica de las Fuerzas Armadas , "por su contribución a la aplicación de la tecnología de fibra óptica a las comunicaciones militares". [54] ^ d: En el sitio web de membresía de la Academia Nacional de Ingeniería de los Estados Unidos , el país de Kao se indica como "República Popular de China". [84] ^ e: OFC/NFOEC – Optical Fiber Communication Conference and Exposition/National Fiber Optic Engineers Conference [135] ^ a: La principal tarea de Kao era investigar las propiedades de pérdida de luz en materiales de fibras ópticas y determinar si se podían eliminar o no. Hockham estaba investigando la pérdida de luz debido a discontinuidades y curvatura de la fibra. ^ b: Algunas fuentes muestran alrededor de 1964 , [155] [156] por ejemplo, "En 1964 , el Dr. Charles K. Kao identificó una especificación crítica y teórica para dispositivos de comunicación de largo alcance, el estándar de 10 o 20 dB de pérdida de luz por kilómetro". de Cisco Press . [155] ^ c: En 1980, Kao recibió la Medalla de Oro de la Asociación Estadounidense de Comunicaciones y Electrónica de las Fuerzas Armadas , "por su contribución a la aplicación de la tecnología de fibra óptica a las comunicaciones militares". [54] ^ d: En el sitio web de membresía de la Academia Nacional de Ingeniería de los Estados Unidos , el país de Kao se indica como "República Popular de China". [84] ^ e: OFC/NFOEC – Conferencia y exposición de comunicaciones por fibra óptica/Conferencia nacional de ingenieros de fibra óptica [135] ^ f: Por hacer que la comunicación en frecuencias ópticas sea práctica al descubrir, inventar y desarrollar el material, las técnicas y las configuraciones para las guías de ondas de fibra de vidrio y, en particular, por reconocer y demostrar mediante mediciones cuidadosas en vidrios a granel que el vidrio de silicio podía proporcionar la baja pérdida óptica requerida para un sistema de comunicación práctico. ^ g: por la contribución a la investigación y el desarrollo de materiales que dieron como resultado fibras ópticas prácticas de baja pérdida, una de las piedras angulares de la tecnología de las comunicaciones ópticas. ^ h: en reconocimiento a su trabajo pionero que condujo a la invención de la fibra óptica y por su liderazgo en su ingeniería y realización comercial; y por su distinguida contribución a la educación superior en Hong Kong. ^ i: por la investigación pionera en comunicaciones de fibra óptica de banda ancha y baja pérdida. ^ j: co-receptor con Robert D. Maurer y John B. MacChesney. ^ k: por logros innovadores relacionados con la transmisión de luz en fibras para comunicación óptica.
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Enlaces externos
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