Фотофон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Фотофо́н — устройство для передачи на расстояние звуков с помощью света. Является первым в мире VLC-устройством.

Принцип действия

Действие этого прибора основано на свойстве

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, то есть 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 лишь с той разницей, что фотофон использует свет для выдачи информации, в то время как телефон использует электричество.

История

Первые замыслы об устройстве фотофона появились во время исследования свойств селена. В 1878 году, на докладе перед Королевской академией наук, Александр Белл заявил, что «если вы поместите селен в батарею телефона и направите на него солнечный луч, то сможете его услышать, так же как услышать тень»[1]. Из этого можно представить возможности для применения селена для сигнализации и для передачи данных.

В январе 1880 года Александр Белл поставил цель – воспроизведение речи при помощи света, о чем написал в своих лабораторных записках. В этом деле Александру помогал Чарльз Самнер Тейнтер (Charles Sumner Tainter), к нему он часто заходил в магазин-мастерскую в Кэмбриджпорте (Cambridgeport) за инструментами и реактивами для своих опытов[2]. 19 февраля 1880 года Александр Белл сделал запись о том, что эта проблема была успешно решена[1].

Весной 1881 года начались опыты по увеличению дальности передачи. В марте можно было услышать отчетливую речь по фотофону на расстоянии 82 метров, в апреле дальность перешагнула за 200 метров. Но практическое применение фотофона ограничивалось рельефом, погодными условиями и другими факторами, поэтому устройство не нашло практического применения и заинтересованных инвесторов.

Патенты, полученные Александром Беллом и Самнером Тейнтером на фотофон и дополнительные устройства для него:

  1. US Patent № 235,199. A.G. Bell. Apparatus for signaling and communicating, called Photophone. Patented Dec 7, 1880[3].
  2. US Patent № 235,496. A.G. Bell & S. Tainter. Photophone transmitter. Patented Dec 14, 1880[4].
  3. US Patent № 235,497. A.G. Bell & S. Tainter. Selenium Cells. Patented Dec 14, 1880[5].
  4. US Patent № 235,590. S. Tainter. Selenium Cells. Patented Dec 14, 1880[6].
  5. US Patent № 235,616. A.G. Bell & S. Tainter. Process of treating selenium to increase it's electronic conductivity. Patented Dec 21, 1880[7].
  6. US Patent № 241,909. A.G. Bell & S. Tainter. Photophonic receiver. Patented May 24, 1881[8].

Эксперимент

В

солнечный свет в качестве источника света. Получателем сигнала было параболическое зеркало с селеновыми ячейками в точке фокусировки. Селеновые ячейки изменяли электрическое сопротивление от 300 до 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

волоконно-оптических линий связи, по которым на сегодня передаётся до 80 % всего мирового телекоммуникационного трафика[9]
.

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 Иванов Александр. Александр Грейам Белл (Alexander Graham Bell). Музей Истории Телефона. telhistory.ru. Дата обращения: 8 декабря 2020. Архивировано 23 января 2021 года.
  2. ↑ Bruce, Robert V. Alexander Graham Bell and the Conquest of Solitude. — Boston Toronto: Little, Brown and Company, 1973. — С. 335. — 564 с. — ISBN 0-316-11251-8.
  3. ↑ US Patent № 235,199. A.G. Bell. Apparatus for signaling and communicating, called Photophone. Patented Dec 7, 1880. Дата обращения: 8 декабря 2020. Архивировано 11 апреля 2021 года.
  4. ↑ US Patent № 235,496. A.G. Bell & S. Tainter. Photophone transmitter. Patented Dec 14, 1880. Дата обращения: 8 декабря 2020. Архивировано 8 июня 2021 года.
  5. ↑ US Patent № 235,497. A.G. Bell & S. Tainter. Selenium Cells. Patented Dec 14, 1880. Дата обращения: 8 декабря 2020. Архивировано 11 апреля 2021 года.
  6. ↑ US Patent № 235,590. S. Tainter. Selenium Cells. Patented Dec 14, 1880. Дата обращения: 8 декабря 2020. Архивировано 10 апреля 2021 года.
  7. ↑ US Patent № 235,616. A.G. Bell & S. Tainter. Process of treating selenium to increase it's electronic conductivity. Patented Dec 21, 1880. Дата обращения: 8 декабря 2020. Архивировано 11 апреля 2021 года.
  8. ↑ US Patent № 241,909. A.G. Bell & S. Tainter. Photophonic receiver. Patented May 24, 1881. Дата обращения: 8 декабря 2020. Архивировано 11 апреля 2021 года.
  9. ↑ Fiber-Optic Technologies

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
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Фотофон&oldid=125022758