Minh họa bộ truyền phát của điện thoại quang. Ảnh: Amusing Planet
Ngày nay, điện thoại thường được coi là phát minh vĩ đại nhất của Alexander Graham Bell (1847 - 1922). Tuy nhiên, Bell không đồng ý với điều này. Ông từng mô tả việc phát minh ra điện thoại quang hay photophone - thiết bị truyền âm thanh bằng ánh sáng - mới là thành tựu lớn nhất đời mình.
Năm 1878, khi đang hưởng tuần trăng mật ở châu Âu cùng vợ, Bell đọc được một nghiên cứu của Robert Sabine, xuất bản trên tạp chí Nature, về đặc tính mới phát hiện của chất selenium, đó là có điện trở biến đổi khi bị ánh sáng tác động. Trong các thí nghiệm của mình, Sabine dùng dụng cụ đo để xem xét những ảnh hưởng của ánh sáng với thanh selenium nối trong mạch điện với pin. "Sự che bóng nhỏ nhất hoặc biến động khác trong cường độ ánh sáng đã dẫn đến sự thay đổi đáng kể trong suất điện động của hai vật thể", Sabine viết.
Sabine cho rằng có thể sử dụng selenium như một trong các nguyên tố trong pin Galvanic ướt, nhưng Bell đã tìm thấy một ứng dụng thiết thực hơn. Theo Bell, nếu bổ sung một bộ thu nhận điện thoại vào cùng mạch điện, ông sẽ nghe thấy những thứ mà Sabine chỉ có thể nhìn.
Bell thuê Charles Sumner Tainter, một người chế tạo nhạc cụ, và cùng nhau tạo ra một chiếc điện thoại quang hoạt động được trong phòng thí nghiệm bằng cách gắn bộ lưới kim loại vào một tấm màn chắn, với chùm ánh sáng bị gián đoạn do chuyển động của các lưới khi phản ứng với tiếng nói. Khi chùm ánh sáng biến điệu chiếu vào bộ thu selenium, Bell có thể nghe rõ tiếng Tainter hát bằng tai nghe của mình.
Ngày 1/4/1880, Bell và Tainter liên lạc thành công ở khoảng cách khoảng 79 m. Vài tháng sau, vào ngày 21/6, họ tiếp tục liên lạc rõ ràng ở khoảng cách 213 m khi sử dụng ánh sáng Mặt Trời làm nguồn sáng. Tainter đứng trên mái của trường Franklin và trò chuyện với Bell, lúc này đang đứng trong phòng thí nghiệm. Bell sau đó ra hiệu cho Tainter bằng cách vẫy chiếc mũ của mình từ cửa sổ.
Minh họa bộ thu nhận của điện thoại quang. Ảnh: Amusing Planet
Bell hy vọng phát minh điện thoại quang mới của mình có thể được sử dụng trên tàu thuyền ngoài khơi. Ông cũng hình dung rằng việc liên lạc không dây sẽ thay thế mạng lưới dây điện thoại rối rắm mọc lên ngày càng nhiều dọc theo những con đường nhộn nhịp của thành phố.
"Chúng ta sẽ có thể trò chuyện bằng ánh sáng với bất kỳ khoảng cách khả kiến nào mà không cần bất cứ dây nối nào. Trong khoa học đại cương, điện thoại quang sẽ dẫn đến những phát hiện mà ngày nay chưa mơ tới", Bell chia sẻ.
Tuy nhiên, Bell đã không bảo vệ được đường truyền khỏi tác động ngoài trời như mây, sương mù, mưa hay tuyết - những thứ có thể dễ dàng làm gián đoạn quá trình truyền ánh sáng. Không lâu sau, khả năng truyền sóng vô tuyến của nhà phát minh Guglielmo Marconi bắt đầu vượt xa phạm vi tối đa của điện thoại quang.
Ngày nay, các chùm sáng là phương tiện truyền tải thông tin chính trên toàn cầu, dù không phải ở dạng mà Bell dự tính. Thay vì truyền tín hiệu ánh sáng không dây, giờ đây chúng được truyền xuyên lục địa bằng các sợi quang.
