تشارلز ك. كاو

والد كاو، كاو تشون شيانغ (高君湘)، ^{[ 13 ] : 13} أصله من مدينة جينشان (التي أصبحت الآن مقاطعة تابعة لمدينة شنغهاي)، حصل على شهادة الدكتوراه في القانون من كلية الحقوق بجامعة ميشيغان عام 1925. ^{[ 26 ]} كان قاضيًا في امتياز شنغهاي، ولاحقًا أستاذًا في كلية القانون المقارن بجامعة سوتشو (التي كانت آنذاك في شنغهاي) في الصين. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

كان جده كاو هسيه عالماً وشاعراً وفناناً. ^{[ 14 ] [ 29 ]} وكان العديد من الكتاب، بمن فيهم كاو هسو وياو كوانغ (姚光) وكاو تسينغ (高增)، من أقارب كاو المقربين.

كان ابن عم والده عالم الفلك كاو بينغ تسي ^{[ 14 ] [ 30 ]} ( سميت فوهة كاو تيمناً به ^{[ 31 ]} ). أما شقيق كاو الأصغر، تيموثي وو كاو (高鋙)، فهو مهندس مدني وأستاذ فخري في الجامعة الكاثوليكية الأمريكية ؛ وتتركز أبحاثه في مجال الديناميكا المائية . ^{[ 32 ]}

التقى كاو بزوجته المستقبلية غوين ماي وان كاو (اسمها قبل الزواج وونغ ؛黃美芸) في لندن بعد تخرجه، حيث عملا معًا كمهندسين في شركة الاتصالات الصينية (STC). كانت غوين بريطانية صينية . تزوجا عام ١٩٥٩ في لندن، ورُزقا بابن وابنة، وكلاهما يقيمان ويعملان في وادي السيليكون ، كاليفورنيا. ^{[ ٣٣ ] [ ٣٤ ]} ووفقًا لسيرة كاو الذاتية، كان كاو كاثوليكيًا يرتاد الكنيسة الكاثوليكية ، بينما كانت زوجته تتبع الكنيسة الأنجليكانية . ^{[ ١٣ ] : ١٤-١٥}

في ستينيات القرن الماضي، في مختبرات الاتصالات القياسية (STL) التي تتخذ من هارلو ، إسيكس، إنجلترا مقراً لها، قام كاو وزملاؤه بعملهم الرائد في ابتكار الألياف الضوئية كوسيلة للاتصالات، من خلال إثبات أن الفقد العالي للألياف الضوئية الموجودة كان ناتجاً عن شوائب في الزجاج، وليس عن مشكلة أساسية في التكنولوجيا نفسها. ^{[ 36 ]}

في عام 1963، عندما انضم كاو لأول مرة إلى فريق أبحاث الاتصالات الضوئية، دوّن ملاحظات تلخص الوضع الراهن ^{[ 37 ]} والتكنولوجيا المتاحة آنذاك، وحدد الأفراد الرئيسيين ^{[ 37 ]} المشاركين. عمل كاو في البداية ضمن فريق أنطوني إي. كاربوفياك (توني كاربوفياك)، الذي كان يعمل تحت إشراف أليك ريفز لدراسة الموجهات الضوئية للاتصالات. تمثلت مهمة كاو في دراسة توهين الألياف ، حيث جمع عينات من مختلف مصنعي الألياف، كما درس خصائص الزجاج الصلب بدقة. أقنعته دراسة كاو في المقام الأول بأن الشوائب الموجودة في المادة هي سبب فقدان الضوء العالي في تلك الألياف. ^{[ 38 ]} في وقت لاحق من ذلك العام، عُيّن كاو رئيسًا لمجموعة أبحاث الإلكترونيات الضوئية في مختبر STL. ^{[ 39 ]} تولى كاو برنامج الاتصالات الضوئية في مختبر STL في ديسمبر 1964، لأن مشرفه، كاربوفياك، غادر لتولي كرسي الاتصالات في كلية الهندسة الكهربائية بجامعة نيو ساوث ويلز (UNSW) في سيدني، أستراليا. ^{[ 40 ]}

على الرغم من أن كاو خلف كاربوياك في إدارة أبحاث الاتصالات الضوئية، إلا أنه قرر فورًا التخلي عن خطة كاربوياك (الموجهات الرقيقة) وتغيير مسار البحث بالكامل مع زميله جورج هوكهام . ^{[ 38 ] [ 40 ]} لم يقتصر اهتمامهما على الفيزياء الضوئية فحسب ، بل شمل أيضًا خصائص المواد. عُرضت النتائج لأول مرة من قِبل كاو على معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEE) في يناير 1966 في لندن، ونُشرت لاحقًا في يوليو من العام نفسه بالتعاون مع جورج هوكهام (الذي عمل مع كاو بين عامي 1964 و1965). ^{[ 41 ] [ ب ]} اقترحت هذه الدراسة استخدام الألياف الزجاجية للاتصالات الضوئية. تُعد المفاهيم الموصوفة، ولا سيما النظرية الكهرومغناطيسية ومعايير الأداء، أساس اتصالات الألياف الضوئية الحالية. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

في عام 1965، ^{[ 39 ] [ 45 ] [ ج ]} خلص كاو مع هوكهام إلى أن الحد الأساسي لتوهين الضوء في الزجاج يقل عن 20 ديسيبل/كم ( ديسيبل لكل كيلومتر ، وهو مقياس لتوهين الإشارة عبر مسافة معينة)، وهي قيمة عتبة رئيسية للاتصالات الضوئية. ^{[ 48 ]} مع ذلك، في ذلك الوقت، كانت الألياف الضوئية تُظهر عادةً فقدًا للضوء يصل إلى 1000  ديسيبل/كم، بل وأكثر. وقد أدى هذا الاستنتاج إلى سباق محموم لإيجاد مواد منخفضة الفقد وألياف مناسبة لتحقيق هذه المعايير.

سعى كاو، برفقة فريقه الجديد (الذي ضمّ أعضاءً من بينهم تي دبليو ديفيز، وإم دبليو جونز، وسي آر رايت)، إلى تحقيق هذا الهدف من خلال اختبار مواد مختلفة. وقاموا بقياس دقيق لتوهين الضوء بأطوال موجية مختلفة في الزجاج ومواد أخرى. خلال هذه الفترة، أشار كاو إلى أن نقاء السيليكا المنصهرة (SiO₂) العالي _يجعلها مرشحًا مثاليًا للاتصالات الضوئية. كما ذكر كاو أن شوائب مادة الزجاج هي السبب الرئيسي للتدهور الكبير في نفاذية الضوء داخل الألياف الزجاجية، وليس التأثيرات الفيزيائية الأساسية مثل التشتت كما اعتقد العديد من الفيزيائيين في ذلك الوقت، وأن هذه الشوائب قابلة للإزالة. وقد أدى ذلك إلى دراسة وإنتاج ألياف زجاجية عالية النقاء على مستوى العالم. ^{[ 49 ]} عندما اقترح كاو لأول مرة إمكانية استخدام هذه الألياف الزجاجية لنقل المعلومات لمسافات طويلة واستبدال أسلاك النحاس المستخدمة في الاتصالات السلكية واللاسلكية آنذاك، قوبلت أفكاره بالتشكيك على نطاق واسع؛ لكن سرعان ما أدرك الناس أن أفكار كاو أحدثت ثورة في تكنولوجيا الاتصالات وصناعتها بأكملها. ^{[ 50 ]}

لعب كاو دورًا رائدًا في المراحل الأولى من هندسة وتطبيق الاتصالات الضوئية تجاريًا. ^{[ 51 ]} في ربيع عام 1966، سافر كاو إلى الولايات المتحدة، لكنه لم ينجح في إقناع مختبرات بيل ، التي كانت منافسة لشركة STL في تكنولوجيا الاتصالات آنذاك. ^{[ 52 ]} سافر لاحقًا إلى اليابان وحصل على الدعم. ^{[ 52 ]} زار كاو العديد من مصانع الزجاج والبوليمرات ، وناقش مع مختلف الأشخاص، بمن فيهم المهندسون والعلماء ورجال الأعمال، تقنيات تحسين صناعة الألياف الزجاجية. في عام 1969، قاس كاو مع إم دبليو جونز الفقد الداخلي للسيليكا المنصهرة، فبلغ 4  ديسيبل/كم، وهو أول دليل على وجود زجاج فائق الشفافية. بدأت مختبرات بيل بالنظر بجدية إلى الألياف الضوئية. ^{[ 52 ]} اعتبارًا من عام 2017، انخفضت خسائر الألياف الضوئية (من المصادر الكلية والداخلية) إلى 0.1419  ديسيبل/كم عند  طول موجي 1.56 ميكرومتر. ^{[ 53 ]}

طوّر كاو تقنيات وتكوينات مهمة لموجهات الألياف الزجاجية، وساهم في تطوير أنواع مختلفة من الألياف وأجهزة الأنظمة التي تلبي متطلبات التطبيقات المدنية والعسكرية ، بالإضافة إلى أنظمة الدعم الطرفية لاتصالات الألياف الضوئية. ^{[ 51 ]} في منتصف سبعينيات القرن الماضي، أنجز عملاً رائداً في مجال مقاومة إجهاد الألياف الزجاجية . ^{[ 51 ]} وعندما عُيّن أول عالم تنفيذي في شركة ITT، أطلق كاو برنامج " تقنية التيرابت " لمعالجة حدود الترددات العالية لمعالجة الإشارات، ولذلك يُعرف أيضاً باسم "أبو مفهوم تقنية التيرابت". ^{[ 51 ] [ 54 ]} نشر كاو أكثر من 100 بحث علمي وحصل على أكثر من 30 براءة اختراع، ^{[ 51 ]} بما في ذلك الألياف عالية القوة المقاومة للماء (بالاشتراك مع إم إس ماكلاد). ^{[ 55 ]}

في المراحل الأولى لتطوير الألياف الضوئية، فضّل كاو بشدة استخدام الألياف أحادية النمط للاتصالات الضوئية بعيدة المدى، بدلاً من أنظمة الألياف متعددة الأنماط . وقد تم اتباع رؤيته لاحقاً، وهي تُطبّق الآن بشكل شبه حصري. ^{[ 49 ] [ 56 ]} كما كان كاو صاحب رؤية ثاقبة لكابلات الاتصالات البحرية الحديثة ، وقد روّج لهذه الفكرة على نطاق واسع. وتوقع في عام 1983 أن تمتلئ بحار العالم بالألياف الضوئية، قبل خمس سنوات من الوقت الذي أصبح فيه كابل الألياف الضوئية العابر للمحيطات قابلاً للاستخدام لأول مرة. ^{[ 57 ]}

يُعتبر إدخال علي جافان لليزر الهيليوم-نيون الثابت واكتشاف كاو لخصائص فقدان الضوء في الألياف الآن بمثابة المحطتين الأساسيتين لتطوير اتصالات الألياف الضوئية. ^{[ 40 ]}

Kao joined the Chinese University of Hong Kong (CUHK) in 1970 to found the Department of Electronics, which later became the Department of Electronic Engineering. During this period, Kao was the reader and then the chair Professor of Electronics at CUHK; he built up both undergraduate and graduate study programs of electronics and oversaw the graduation of his first students. Under his leadership, the School of Education and other new research institutes were established. He returned to ITT Corporation in 1974 (the parent corporation of STC at that time) in the United States and worked in Roanoke, Virginia, first as Chief Scientist and later as Director of Engineering. In 1982, he became the first ITT Executive Scientist and was stationed mainly at the Advanced Technology Center in Connecticut.^[7] While there, he served as an adjunct professor and Fellow of Trumbull College at Yale University. In 1985, Kao spent one year in West Germany, at the SEL Research Center. In 1986, Kao was the Corporate Director of Research at ITT.

Kao was one of the earliest to study the environmental effects of land reclamation in Hong Kong, and presented one of his first related studies at the conference of the Association of Commonwealth Universities (ACU) in Edinburgh in 1972.^[58]

Kao was Vice-Chancellor of the Chinese University of Hong Kong from 1987 to 1996.^[59] From 1991, Kao was an Independent Non-Executive Director and a member of the Audit Committee of the Varitronix International Limited in Hong Kong.^[60][61] From 1993 to 1994, he was the President of the Association of Southeast Asian Institutions of Higher Learning (ASAIHL).^[62] In 1996, Kao donated to Yale University, and the Charles Kao Fund Research Grants was established to support Yale's studies, research and creative projects in Asia.^[63] The fund currently is managed by Yale University Councils on East Asian and Southeast Asian Studies.^[64] After his retirement from CUHK in 1996, Kao spent his six-month sabbatical leave at the Department of Electrical and Electronic Engineering of Imperial College London; from 1997 to 2002, he also served as visiting professor in the same department.^[65]

شغل كاو منصب رئيس وعضو لجنة استشارية الطاقة في هونغ كونغ لمدة عامين، وتقاعد من منصبه في 15 يوليو/تموز 2000. ^{[ 66 ] [ 67 ]} وكان كاو عضوًا في مجلس مستشاري الابتكار والتكنولوجيا في هونغ كونغ، الذي عُيّن فيه في 20 أبريل/نيسان 2000. ^{[ 68 ]} وفي عام 2000، شارك كاو في تأسيس أكاديمية مؤسسة المدارس المستقلة ، التي تقع في سايبربورت ، هونغ كونغ. ^{[ 69 ]} وكان رئيسها المؤسس في عام 2000، واستقال من مجلس إدارة المؤسسة في ديسمبر/كانون الأول 2008. ^{[ 69 ]} وكان كاو المتحدث الرئيسي في مؤتمر IEEE GLOBECOM 2002 في تايبيه ، تايوان. ^{[ 70 ]} وفي عام 2003، عُيّن كاو أستاذًا كرسيًا بتعيين خاص في معهد الإلكترونيات بكلية الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب، جامعة تايوان الوطنية . ^{[ 70 ]} ثم شغل كاو منصب رئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي لشركة ترانستيك سيرفيسز المحدودة، وهي شركة استشارات اتصالات في هونغ كونغ. وكان المؤسس ورئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي لشركة آي تي ​​إكس سيرفيسز المحدودة. ومن عام 2003 إلى 30 يناير 2009، شغل كاو منصب مدير غير تنفيذي مستقل وعضو في لجنة التدقيق في شركة نيكست ميديا . ^{[ 71 ] [ 72 ]}

• معروضة في متحف العلوم بلندن
• مستشار شؤون هونغ كونغ (مايو 1994 - 30 يونيو 1997) ^{[ 122 ] [ 123 ]}
• مستشار مجلس العلوم والتكنولوجيا في ماكاو ^{[ 124 ]}
• 1999: آسيوي القرن ، العلوم والتكنولوجيا ^{[ 8 ] [ 125 ]}
• 2002: قائد العام - فئة تكنولوجيا الابتكار، سينغ تاو ، هونغ كونغ ^{[ 126 ]}
• 21 أكتوبر 2002: تم إدخاله في قاعة مشاهير الهندسة، العدد الخاص بالذكرى الخمسين، التصميم الإلكتروني ^{[ 127 ] [ 128 ]}
• 3 يناير 2008: تم إدراجه في الاحتفال بالذكرى الستين للمجلس الثقافي البريطاني في هونغ كونغ ^{[ 129 ] [ 130 ]}
• 4 نوفمبر 2009: المواطنة الفخرية ، و"يوم الدكتور تشارلز كاو" في ماونتن فيو، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة ^{[ 131 ]}
• 2009: شخصية العام في هونغ كونغ ^{[ 132 ]}
• أهم 10 إنجازات آسيوية لعام 2009 – رقم 7 ^{[ 133 ]}
• 2010 (فبراير): تم تكريمه من قبل لجنة المائة ، الولايات المتحدة ^{[ 134 ]}
• تم تخصيص مؤتمرات OFC / NFOEC لعام 2010 ^{[ هـ ] لكاو، 23-25 ​​مارس، سان دييغو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة [ 135 ] [ 136 ] [ 137 ]}
• May 14–15, 2010: Two sessions were dedicated to Kao at the 19th Annual Wireless and Optical Communications Conference (WOCC 2010), Shanghai, P.R. China.^[138][139]
• May 22, 2010: Inducted into the memento archive of the 2010 Shanghai World Expo^[140]
• Mid-2010: Hong Kong Definitive StampSheetlet (No. 1), Hong Kong^[141]
• March 25, 2011: Blue plaque unveiled in Harlow, Essex, U.K.^[142]
• November 4, 2014: Gimme Fibre Day on Kao's birthday, FTTH Councils Global Alliance^[143]
• November 4, 2021, Google celebrated Kao's birthday with a Google Doodle. The binary output in the graphic spells out 'KAO' when converted to ASCII.