Las fibras ópticas y los ojos de las cámaras digitales, protagonistas de la Novela de Física
2009/10/06 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia
El premio Nobel de Física de este año ha sido para dos descubrimientos diferentes. Medio premio Charles K. Lo recibirá Kao por su investigación en la transmisión de luz a través de fibra óptica. Y la otra mitad Willard S. Boyle y George E. Smith estará dirigido a investigadores por el descubrimiento de un sensor digital de imagen CCD, un ojo electrónico de cámaras digitales.
En el mundo hay un billón de kilómetros de fibra óptica. A través de estas fibras se transportan imágenes, textos, videos, audios y muchos datos a gran velocidad a través de la luz. Las fibras ópticas constituyen gran parte de las redes de comunicaciones actuales.
La invención del láser a principios de la década de 1960 supuso un paso importante en el desarrollo de las fibras ópticas, ya que permitió codificar la información a través de la luz. Pero el transporte de esa luz era otra cosa. Había fibras ópticas, pero con las de aquella época sólo quedaba el 1% de la luz cada 20 metros.
De hecho, Charles Kuen Kao investigaba cómo mejorar este problema con un claro objetivo: que a un kilómetro llegue al menos el 1% de la luz introducida en la fibra. En 1966 presentó el resultado de su investigación: la clave de la fabricación de fibras con el vidrio más puro posible.
Pocos años después, los investigadores de la fábrica de vidrio estadounidense Corning Glass Works consiguieron fabricar fibras ultrafinas de gran pureza. Puede parecer que las fibras ultrafinas de vidrio son muy frágiles, pero sus propiedades son diferentes en las fibras: se hace dura, ligera y flexible. Se trata, por tanto, de un material excelente para su uso como hilo de comunicación.
En las actuales fibras ópticas llega a un kilómetro el 95% de la luz. Y la capacidad de las fibras es cada vez mayor.
Ojo electrónico
El desarrollo de las cámaras digitales no es inferior al de las fibras ópticas. Y el sensor CCD (Charged Coupled Device) ideado por los investigadores Willard Boyle y George Smith ha sido fundamental en este desarrollo. Porque el CCD es el ojo de las cámaras digitales.
Willard Boyle y George Smith con CCD. Ed.:
Alcatel-Lucent/Bell Labs
Boyle y Smith no tenían las fotos digitales en la cabeza cuando desarrollaron el CCD, querían crear una mejor memoria electrónica. Actualmente no se da este uso al CCD, pero no se puede decir que el descubrimiento no haya tenido éxito.
El CCD es una placa de silicona llena de células fotosensibles. Al golpear la luz que entra por el objetivo en esta placa, el CCD transforma la intensidad lumínica que recibe cada célula en una carga eléctrica. Hay un cambio eléctrico que puede convertirse en un número binario, es decir, digitalizado. De esta forma, cada célula toma la información de un punto de la imagen y con ella se puede formar un píxel de la foto digital.
Gracias al CCD, comenzó una nueva era para la fotografía y, en general, para la imagen. Y esto también ha tenido una gran influencia en diferentes ámbitos de la ciencia. El telescopio Hubble, por ejemplo, es la tecnología que permite extraer estas espectaculares imágenes del universo.
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