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我的博士研究题目是“类光学波导”，但这个新方法其实隐藏不少困难，也没有确实的解决方案。经过两年努力，总算完成了论文和实验。我发现几何光波的成像与平面波传送相容，但线性或定点光源发出的球体或圆筒形光波却出现不确定的衍射及光波漏失。这可说是个过渡性的研究，对我掌握光波原理大有帮助。

回想起来，选定研究题目对研究生来说是十分重要的一环，所定的题目应推动研究生在既有的基础上，加深对尚待解决问题的认识，将研究的前线，推向未知的领域。在我而言，以几何光波原理解释光学现象，以及完全解释在划定空间内的电磁现象，只能在少数情况下做得到，要解决问题尚有其难以逾越的局限。必须通过具体及逻辑正确的模拟，才能建构出系统化的模式。指导教授看来了解我的艰苦研究有一定的创新性和逻辑性，因此把博士学位颁授给我。

激光的发明和半导体技术的迅速发展，令光通讯不再是纸上谈兵。1963年，我进行了开放空间的氦氖（HeNe）激光传送实验，将激光引导至若干距离外的一点上。由固定的激光发射器发出的光线直射向一段距离外的目标，十分稳定，但为什么从另一点观察，我们却仿佛觉得光在不停闪动，其直径更比原来的光线大了几倍？我们终于明白，那原因很简单，是空气的不同密度扭曲了在大气中传送的激光，在英国，潮湿的天气令大气密度更不一致，光线的闪动也因此更明显。

我们也做了不少在全球各家研究实验所都在进行的实验。比方说，我们做了共焦镜实验，将一系列焦距相同的凸透镜排列起来，其间距相等于镜片的焦距。这实验要在夜阑人静，空气死寂的时刻进行，但即使如此，每隔100米转移聚焦时，光线仍不能保持在镜片的有效孔径之内。据知贝尔实验所（Bell　Labs）曾进一步利用气体镜进行实验，但因在维持气体镜形状的稳定时难以提供足够的介电作用，不得不中止实验。这些费尽九牛二虎之力的实验，无非是想找出控制光线长程传送的方法。这些研究必须进行下去，因为环形波导系统也遇上相同的难题，研究成本也很高。铺设波导系统时，只容许十分轻微的弯度，对长程传送是一大障碍。气体镜系统也没有完全被舍弃，因为当时认为这系统对直线的要求仍可以接受。书包　网　。　想看书来

Chapter06　探索光纤（6）

在标准实验所，研究重心渐转向介电体波导。卡博维克博士看来仍想绕过寻找高透明度波导物料的难题，他建议我就他提出的薄膜波导进行研究。我和一个三人工程师小组便着手测试制造薄膜波导的可行性。

根据分析，薄膜的厚度应该相等于波长的十分之一，其引导的能量应有百分之九十在薄膜之上或之下的自由空间中传送，其余的百分之十则依附于介电体中。第一项挑战是怎样做出那薄膜。进行过几次实验后，我建议将聚合体溶化在溶液内，然后将这种混合溶液滴在一种流质上。与我们实验室负责聚合体的同事商议过后，我们发觉聚碳酸酯透明度高，也可溶化在挥发性溶液中。混合溶液比水轻，因此我们可以将溶液滴在水上，让水的表面张力舒张溶液，形成一层连续不断的薄膜。这种技术后来称为超薄薄膜技术，常用于制药业。

薄膜的制造进行得很顺利和成功。我们发觉，薄膜的色泽与其厚度有关，是受光线的反射影响。因薄膜的厚度小于可见光线波长的一半，因此没有色泽。我们制造了不同的框架，用来架起薄膜。最后，我们要机械部门制成一个特别形状的框架，在捡起薄膜时，薄膜会铺张在一块倒转U字形薄片之间，框架中央有一个长方形切口。这个设计令光线可在倒U形的一条支架射进薄膜，绕过弯度，再从另一条支架透出。这样，光的射进和透出都是在同一边，只是在不同的支架而已。我们在长方形切口的两边放置一块三棱镜，用以射进和透出光线，三棱镜的底部要紧贴薄膜。

当薄膜有相当厚度时，不难看到光线从射出一边的三棱镜透射出来时，呈现多条光束形态。当薄膜的厚度减至一定程