Как Александър Греъм Бел пионер Li-Fi с фотофона през 1880 година

Само четири години след патентоването на телефона изобретателят Александър Греъм Бел вече търсеше начини да подобри новата си технология. По-конкретно, той искаше да отиде безжично. Функционално, проводниците ограничават използването на изобретението на Bell: Основният пример за това, кораби в морето, биха спечелили изключително много от телефонната технология, но очевидно не биха могли да бъдат вързани заедно с кабели. Бел известен предвиждаше, че „идва денят, когато телеграфните проводници ще бъдат положени на къщи точно като вода или газ“, но той не прие напълно собственото си видение. Той осъзна, че градовете, погълнати от мрежи от дебели черни жици, може да са грозни градове.

На медения си месец Бел прочете за експериментите на колеги учен и изобретател Робърт Сабине със селен, новооткрит материал, който реагира на излагане на светлина. В експеримента на Сабин той е бил в състояние да измерва визуално промените в светлината, удряйки селен приемник. Бел твърди, че ако реакциите на Селен към промените в светлината са достатъчно съществени, за да измерят физически реакциите, тогава е имало шанс да се излъчи модулирана слънчева светлина в приемник на Селен, което може да произведе звуков ефект; теоретично, той можеше да чуе какво видя Сабине.

За да постигне това, Бел трябваше да модулира звуковите вълни като електричество. Телефонът предаваше звука през модулирания електрически ток, изпращан през телеграфни проводници. След това приемникът на Селен ще действа като оптична версия на електрическата намотка в телефонния приемник, превръщайки обратно модулираната светлина в звукови вълни.

Разбира се, Бел беше абсолютно прав. През февруари 1880 г., използвайки нищо повече от диафрагма, прикрепена към металната решетка и елементарен приемник на селен, Бел слуша като помощник Чарлз Самнър Тайнтер a cappella версия на Олд Ланг Сине просветна през слушалките си, предаваше се през един слънчев лъч.

През следващите няколко месеца Bell и Tainter подобриха дизайна на фотофона, като замениха стоманените решетки с тънко, гъвкаво огледало, което да огъне и вибрира от звуковите вълни, променяйки светлината, като в същото време създава по-концентрирана светлина от по-големи разстояния. Докато първият тест предаваше звука в една и съща стая, последващите тестове с помощта на параболичен огледален приемник достигнаха разстояния от около 700 фута 19 години преди първото радио предаване. Бел въвежда безжична аудио комуникация към света.

Бел беше възторжен. Вярваше, че след като технологията бъде достигната, предаването на звук чрез светлина един ден ще революционизира света на комуникацията. Обаче, докато фотофонът беше успешен концептуално, Бел - винаги прагматикът - знаеше, че технологията, необходима, за да направи изобретението си практично за ежедневна употреба, е все още поколение.

Най-големият и най-очевиден проблем с разчитането на слънчева светлина да предава звука е, че слънцето не е постоянно видимо: нощните предавания биха били невъзможни, а дъждът би спрял комуникацията. Светлината се разсейва на разстояние, което означава без силно концентрирана лъч, дори и при оптимални условия, имаше доста кратък и ограничен край на обхвата до фотофона.

Имаше и следното: Едисън току-що измисли 16-ватова електрическа крушка. Газовите лампи бяха все още обичайно място, и въпреки че беше възможно да се създадат силно концентрирани лъчи от изкуствена светлина с огледала и стъкло, всеки дом, използващ фотофон, трябваше да бъде буквален фар. Бел продаде патента на фотофона на националната телефонна компания Bell, чийто тъст и съпруга бяха основните акционери (след като Bell подари интереса си към компанията като сватбен подарък). Самият Бел се отказа от разработването на фотофона, но други инженери в Bell Telephone Company продължават да подобряват технологията през следващите няколко десетилетия.

В едно интервю точно преди смъртта си, Бел обяви: „По смисъла на принципите, които разглеждам, аз разглеждам фотофона като най-великото изобретение, което някога съм правил; по-голям от телефона. ”Вероятно той отново беше прав: леката телефония наистина щеше да промени начина, по който светът комуникира, но не съвсем така, както бе предвиждал Бел. Модернизираните версии на фотофона бяха успешно използвани в морските капацитети, особено по време на Първата и Втората световни войни; леката телефония, за разлика от радиовълните, се оказа почти невъзможна за прекъсване. През първата половина на 20-ти век модифицираните версии на фотофона бяха използвани от европейските корабни компании като резерв в ситуации, в които радиовълните бяха прекъснати.

По ирония на съдбата кабелите са били липсващата съставка на светлата телефонна разговор на Бел. Оказва се, че най-ефективният начин за предаване на висококонцентрирани модулирани светлини на дълги разстояния е чрез невероятно дълги, ултра-тънки стъклени кабели. Най-важната проява на безжичните принципи на Bell е оптичната оптика, която се използва за предаване на данни за телефон, кабел и интернет по целия свят, като се използват същите общи принципи на светлината като оригиналния фотофон на Bell.