ПЗС и оптоволокно разделили Нобеля по физике

    Нобелевская премия 2009 по физике


    1. Изобретение ПЗС-сенсора.
    Уиллард Бойл (Willard Boyle), Джордж Смит (George Smith), оба — США.

    2. Выдающиеся достижения в области передачи света по волоконно-оптическим линиям связи.
    Чарльз Као (Charles Kao), Великобритания/США

    Суть изобретения. 8 сентября 1969 года двое американских инженеров из Лабораторий Белла (AT&T Bell Labs) придумали, а позже самостоятельно сконструировали первую в мире микросхему, работающую по принципу пузырьковой памяти, то есть когда заряды под воздействием электромагнитного поля перемещаются в полупроводниковой плёнке как цельные «пузырьки», отказываясь разделиться на фрагменты меньшего размера. Бойл и Смит создали аналог таких «пузырьков» в микрочипе, где заряд накапливается и может перемещаться в указанном направлении. Поэтому новое устройство назвали «прибором с зарядовыми пузырьками», а позже — ПЗС (прибор с зарядовой связью).

    Практически сразу ПЗС начали дополнять кремниевыми фотодиодами, использующими фотоэлектрический эффект для получения заряда. Так появились первые ПЗС-сенсоры, спустя десятилетия совершившие революцию в цифровой фотографии, астрономии, телевидении, медицинской диагностике и других областях.

    Интересно, что за объяснение фотоэлектрического эффекта Альберт Эйнштейн получил Нобелевскую премию 1921 года, и это была его единственная премия в жизни.

    Возвращаясь к изобретению Бойла и Смита, через несколько лет американская компания Fairchild Camera and Instrument Corporation (сейчас Fairchild Semiconductor) наладила массовое производство ПЗС-сенсоров. Первая потребительская цифровая фотокамера была изготовлена фирмой Sony в 1981 году (японцы вложили огромные деньги в доработку технологии). Позже ПЗС-сенсоры стали основой для целых классов цифровых устройств нового поколения (видеокамеры, фотоаппараты, телескопы и т.д.). Недавно этому выдающемуся изобретению исполнилось 40 лет.

    Изобретатели ПЗС-сенсора разделили Нобелевскую премию по физике с уроженцем Китая, гражданином Великобритании и США Чарльзом Као (Charles Kao), который награждён «за выдающиеся достижения в области передачи света по волоконно-оптическим линиям связи».

    Британский инженер Чарльз Као проводил свои исследования в 60-х гг прошлого века, когда передача сигнала по оптоволокну на расстояние двадцать метров считалась огромным достижением. Стандартный уровень затухания сигнала составлял 100 дБ/км. Оптоволокно имело ограниченную сферу применения, например, использовалось в медицине для передачи изображения из желудка пациента.

    В 1966 году Као опубликовал научную работу с теоретическим обоснованием, что можно уменьшить затухание до 20 дБ/км, то есть дальность передачи можно довести аж до 100 км, если увеличить прозрачность стекла. Это был невероятный прорыв, ибо никто раньше предположить не мог, что такое теоретически возможно. Работа Као была первой на эту тему, и породила целую волну научных изысканий от других исследователей. В 1971 году американская компания Corning Glass Works изготовила первый километровый образец оптоволокна из плавленого кварца.

    Новый материал позволил уменьшить затухание до 17 дБ/км, а добавка диоксида германия снизила его до 4 дБ/км. В наше время лучше образцы оптоволокна имеют показатель затухания менее 0,2 дБ/км.
    Ads
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More

    Comments 21

      +11
      >>когда магнитные заряды под воздействием электромагнитного поля перемещаются в полупроводниковой плёнке как цельные «пузырьки», отказываясь разделиться на фрагменты меньшего размера.

      Магнитных зарядов вроде бы не нашли еще
      • UFO just landed and posted this here
        +2
        >>Бойл и Смит создали аналог таких «пузырьков» в микрочипе, где заряды накапливаются в конденсаторах и могут перемещаться в указанном направлении.

        Конденсаторы в микрочипе — совершенно некорректно. Матрица «копит» заряд под воздействием света. Под воздействием света под электродами накапливается заряд, потом этот заряд переходит дальше, к следующей ячейке, при переключении потенциала, этим самым формируется сигнал, который потом обрабатывается. А так очень много некорректных выражений в статье…
          0
          Про фотодиоды туда же. Навеняка разговор шел про карманы.
          +3
          Все что происходит в науке немного грустно. Премии дают за открытия 40-летней давности. 40 лет назад за эти открытия не дали премии, потому что их считали скорее прикладными, чем фундаментальными. А сейчас фундаментального почти ничего уже не осталось. Даже страшно подумать, сколько всего было сделано за 20й век.
            +4
            Это все потому что триальный период Науки кончился :). Вот рассказ в тему SHAREWARE называется
              0
              … Все началось в тот день… Хотя на самом деле все началось гораздо раньше...- вы уверенны, что эта фраза представляет из себя что-то иное, чем передерку из какого-то американского фильма, когда в моде был Поток Сознания?
              Думайте своими мыслями, может и текст будет посвежее.
                0
                Я пока не пишу фантастических рассказов. Или вы полагаете, что любой кто вставил ссылку автор ее содержимого? Вы ошибаетесь. Это не мой рассказ. И на мой взгляд рассказ вполне оригинален, несмотря на то что написано тут
                  0
                  Потрясно! и мне за это всего один минус. Где все идиоты хабра, которые дружно минусуют, любую фразу типа — А надо ли изобретать велосипед? А зачем надо делать то, что уже сделано на Западе и лучше и бесплатно? ( представляете, чем они занимаются на работе, если любой такого рода вопрос вызывает у них столь бурную реакцию!)
                  Наверно еще просто не прочли.
              +2
              сейчас политика другая…
              Не отчаивайтесь 21 век относительно только начался…
                +3
                Не расстраивайтесь.

                Наука сейчас находится в ожидании фундаментальных открытий(как, например, полупроводники, радиоактивный распад в свое время), а пока их нет, работает над накоплением знаний для следующего фундаментального открытия. Такой ход развития характерен для естественных наук.

                Кроме этого премия вручается за «за выдающиеся научные исследования, революционные изобретения или крупный вклад в культуру или развитие общества».

                А ПЗС сенсоры, например, несомненно сделали огромный «вклад в в развитие общества».
                  +2
                  Нобелевка вручается за те достижения, которые уже оказали очевидное переломное влияние на какие-либо отрасли. Это можно понять столько спустя годы. Если бы она выдавалась сразу, она бы не была настолько авторитетной и объективной.
                    0
                    Посмотрите временной промежуток между открытием/достижением и вручением премии. Этот промежуток в общем-то растет с годами.

                    Следуя Вашей логики Нобелевская премия становится авторитетней?
                      +2
                      Это не моя логика, это регламент премии.
                      Нобелевские премии присуждаются кандидатам независимо от их расы, национальности, пола и вероисповедания за самые новейшие достижения в упомянутых областях и за более ранние работы, если их значение стало очевидным позднее.
                      Если промежуток и растет, то это означает лишь то, что всё большее количество ранних достижений находит точку приложения и существенно влияет на текущее состояние отрасли.
                    0
                    Помимо Нобелевки дают ещё и другие премии. Пусть не такие раскрученные, но очень ощутимые. Как раз за новейшие достижения.
                    • UFO just landed and posted this here
                      0
                      интересно а как работали видеокамеры на телевидении до изобретения пзс-сенсоров?
                        0
                        Например с помощью этого: ru.wikipedia.org/wiki/Иконоскоп
                        Впрочем, там используются те же физические принципы фотоэффекта и накопления зарядов, только без полупроводников.
                        +2
                        Вот не догоняю. У Ализара в 1000000000 раз лучше статьи чем у Говносрач Новикова или тупой копипаст Дайлсофта. Но людям больше нравится то гавно. Хочется сказать про торт. Но не буду. Молодец.
                          0
                          «совершившие революцию в цифровой фотографии… и других областях».

                          Обычный москвич чаще всего встречается с ПЗС-устройством в супермаркете — в виде сканера шрихкода.
                          • UFO just landed and posted this here

                            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.