मास्टर्स ऑफ लाइट

माहिती-तंत्रज्ञान क्षेत्रात क्रांतिकारी बदल घडवून आणणारे फायबर ऑप्टिक तंत्रज्ञान शोधून काढणा-या शास्त्रज्ञांना त्यांच्या कार्याची पोचपावती यंदा ‘नोबेल’ पारितोषिकाने गौरव करून त्यांना देण्यात आली आहे. चार्ल्स काओ, विल्यर्ड बॉइल आणि जॉर्ज स्मिथ अशी या शास्त्रज्ञांची नावे असून नोबेलच्या परीक्षक मंडळाने या तिघांचाही उल्लेख ‘मास्टर्स ऑफ लाइट’ किंवा प्रकाशावर अधिराज्य गाजवणारे, अशा शब्दांत केला आहे.

जमाना मोबाइल फोन किंवा उपग्रहाधारित तंत्रज्ञानाचा असला तरी मोठ्या प्रमाणावरील माहितीचे आदानप्रदान करण्यासाठी आपल्याला आजही प्रत्यक्ष तारेच्या जाळ्यांवर अवलंबून राहावे लागते. माहितीच्या देवाण-घेवाणीचा आणि प्रगतीचा वेग जवळपास सारखाच असतो. विसावे शतक म्हणूनच प्रगतीचे शतक ओळखले गेले आणि या शतकातील शोधांवर आपण एकविसाव्या शतकात वाटचाल करत आहोत. गेल्या शतकातील असाच एक मानवी जीवनाला आमूलाग्र कलाटणी देणारा शोध म्हणजे फायबर ऑप्टिक किंवा काचतंतू तंत्रज्ञानाची झालेली ओळख.

माहिती-तंत्रज्ञान क्षेत्रात क्रांतिकारी बदल घडवून आणणारे हे तंत्रज्ञान शोधून काढणा-या शास्त्रज्ञांना त्यांच्या कार्याची पोचपावती यंदा ‘नोबेल’ पारितोषिकाने गौरव करून त्यांना देण्यात आली आहे. चार्ल्स काओ, विल्यर्ड बॉइल आणि जॉर्ज स्मिथ अशी या शास्त्रज्ञांची नावे असून नोबेलच्या परीक्षक मंडळाने या तिघांचाही उल्लेख ‘मास्टर्स ऑफ लाइट’ किंवा प्रकाशावर अधिराज्य गाजवणारे, अशा शब्दांत केला आहे.

चार्ल्स काओ यांनी १९६६मध्ये ऑप्टिकल फायबर तंत्रज्ञानाचा शोध लावला आणि दळणवळण क्षेत्रात प्रचंड क्रांती घडून आली. या आधी दळणवळणासाठी साध्या तांब्याच्या तारा वापरल्या जात होत्या.

फायबर ऑप्टिक म्हणजे काय हे इथे आपण समजून घेऊ.

फायबर ऑप्टिक म्हणजे काचेसमान पदार्थाचे आपल्या केसापेक्षाही बारीक आकाराचे तंतू. त्याच्यातून प्रकाशकिरण सोडला असता, त्याचे अपवर्तन होते, ते या तंतूच्या आतील भागावर आदळतात, तेथून त्यांचे पुन्हा दिशापरिवर्तन होते व त्यांचा प्रवास पुढील दिशेने याच पद्धतीने होत राहतो. विशेष म्हणजे अत्यंत वेगाने (प्रकाशाच्या वेगाने) ही प्रक्रिया घडत असल्याने मोठ्या प्रमाणावरील संगणकीय डाटा, चित्रपट, संगीत, आवाजाच्या फाइल्स वेगाने एका ठिकाणाहून दुस-या ठिकाणी पाठवल्या जाऊ शकतात. संगणकात ज्याप्रमाणे एनकोडिंग, डिकोडींग केले जाते, त्याप्रमाणे या फायबर ऑप्टिकमध्ये पाठवलेल्या संदेशांचे एनकोडिंग किंवा डिकोडींग होते. ते इन्फ्रारेड पद्धतीने होते.

फायबर ऑप्टिकचा वेग दर सेकंदाला १० गिगा बाइट्स इतका तर तांब्याच्या तारेचा अवघा १.५४ मेगाबाइट्स इतका कमी आहे. त्याचबरोबर तांब्याच्या तारांमधून माहिती हॅक होण्याचा संभव असतो, तो फायबर ऑप्टिकमध्ये काहीच नाही. त्याचबरोबर तांब्याच्या तारांच्या परिसरात विजेची मोठी सयंत्रे किंवा चुंबकीय शक्ती असेल, तर त्याचा परिणाम कार्यक्षमतेवर होऊ शकतो, त्यामध्ये अनावश्यक आवाज, खरखर ऐकू येऊ शकते, पण काचतंतू प्रणालीत यापैकी काहीही घडत नाही. सर्वात मोठा फायदा म्हणजे पूर्वीच्या तांब्याच्या ता-यांच्या भेंडोळ्यांपासून या तंत्रज्ञानाने आपली सुटका केली आहे. तीही कमी खर्चात.

काचतंतूंचा वापर दैनंदिन जीवनात सजावटीसाठी केल्याचेही आपल्याला दिसून येते. येत्या काही दिवसांत संपूर्ण जग ऑप्टिकल फायबरच्या जाळ्यात आलेले असेल. छायाचित्रणकलेत प्रचंड क्रांती घडवून आणलेल्या बॉयल आणि जॉर्ज स्मिथ यांनाही यंदाचे नोबेल दिले गेले. त्यांनी तयार केलेल्या छायाचित्रणाच्या अर्धवाहक विद्युत परिमंडळासाठी (इमेजिंग सेमीकंडक्टर सर्किट) हे पारितोषिक देण्यात आले आहे. सर्वसामान्यपणे आपण त्याला सीसीडी असे म्हणतो. सीसीडी म्हणजे थोडक्यात कॅमे-याचा इलेक्ट्रॉनिक डोळा म्हणता येईल. १९६९मध्ये त्यांनी या प्रयोगाचा शोध लावला. या प्रणालीत प्रकाशाचे रूपांतर इलेक्ट्रॉनिक संकेतांमध्ये होऊ लागले.

या शोधामुळे छायाचित्रणाचे तंत्र अत्यंत सोपे झाले. पूर्वीप्रमाणे आपण काढलेले छायाचित्र त्याच्या फिल्मवर साठवण्याची कटकट दूर झाली. यात छायाचित्रणासाठीचा प्रकाश फिल्मवर साठवण्याऐवजी तो थेट इलेक्ट्रॉनिक पद्धतीने साठवता येऊ लागला. आपल्याला एखादे छायाचित्र आवडले नाही तर ते डिलिट करता येऊन नवीन छायाचित्र काढता येणे शक्य झाले. पूर्वीही आपल्याला दुसरे छायाचित्र काढता येऊ शकत होते. मात्र त्या वेळी फिल्म रोलमधील एक जागा वाया गेल्याची हळहळ वाटायची. आता मात्र मेमरी कार्डवर हे फोटो साठवता येऊ लागल्याने, ती हळहळ दूर झाली.

या सीसीडीचा सर्वात लाभ झाला तो वैद्यकीय क्षेत्राला. मानवी शरीरातील गुंतागुंतीची रचना शोधून घेण्यासाठी ही पद्धत अत्यंत उपयुक्त अशी आहे. त्याचबरोबर किचकट शस्त्रक्रियांमध्ये अचूकता आणण्यासाठीही या सीसीडी कॅमे-याचा वापर सर्रास होताना दिसतो.