Фотофон

Фотофо́н — это прибор для передачи на расстояние звуков с помощью света.

История

Фотофон изобретён Беллом и его помощницей Сарой Орр (Sarah Orr) 19 февраля 1880 года. Белл считал, что фотофон был наиболее важным его изобретением. 3 июня 1880 года при помощи своего нового изобретения Белл передал первое беспроводное телефонное сообщение.

Из 18 патентов, полученных Беллом единолично, и 20, которые он получил в соавторстве со своими сотрудниками, 4 патента были на фотофон.

Принцип действия

Действие прибора основано на свойстве селена изменять электропроводимость под действием световых лучей, отражаемых от зеркала, вибрирующего под влиянием звука.

В фотофоне в качестве получателя сигнала используются кристаллические селеновые ячейки. Материал изменяет электропроводимость под действием световых лучей, т.е. проводимость выше, когда темнее, и ниже, когда светлее. Принцип фотофона, таким образом состоял в модулировании светового луча: в результате разной освещённости приёмник будет создавать в селеновых ячейках соответствующее различное сопротивление, которое используется для воссоздания звуков, принятых приёмником. Модулирование светового луча было сделано вибрирующим зеркалом: тонкое зеркало чередовалось между вогнутой и выпуклой формами и таким образом производилась фокусировка или рассеивание света от светового источника. Фотофон работает по аналогии с телефоном с той разностью, что фотофон использует свет для выдачи информации, в то время как телефон использует электричество.

Эксперимент

В Вашингтоне во время эксперимента Белл и Тайнтер провели подтверждённую передачу на расстоянии около 213 м, используя обычный солнечный свет в качестве светового источника. Получателем сигнала было параболическое зеркало с селеновыми ячейками в точке фокусировки. Селеновые ячейки изменяли электрическое сопротивление между 300 Ом и 100 Ом.

Хотя фотофон был важным изобретением, прошло много лет, прежде чем значимость работы Белла была полностью признана. Оригинальный фотофон Белла не мог защитить передачи от внешних помех, подобных облакам, которые легко нарушали передачу. До развития современной волоконной оптики технология безопасной доставки света препятствовала использованию изобретения Белла. Фотофон Белла признан предшественником современных волоконно-оптических линий связи, по которым на сегодня передаётся до 80 процентов всего мирового телекоммуникационного трафика.

Источники

• Bell, A. G.: «On the Production and Reproduction of Sound by Light», American Journal of Sciences, Third Series, vol. XX, #118, October 1880, pp. 305 - 324; также опубликовано в статье под заголовком «Selenium and the Photophone» журнала «Nature», в сентябре 1880 г.

Ссылки

• Выступление Белла перед американской Ассоциацией для продвижения науки в Бостоне 27 августа 1888 года, в которой он продемонстрировал вышенарисованное на бумаге.  (англ.)
• Принцип передачи данных по Li-Fi сетям