Come Alexander Graham Bell ha aperto la strada al Li-Fi con il Photophone nel 1880

A soli quattro anni dalla brevettazione del telefono, l'inventore Alexander Graham Bell stava già cercando modi per migliorare la sua nuova tecnologia. In particolare, voleva andare senza fili. Funzionalmente, i cavi limitavano l'uso dell'invenzione di Bell: l'esempio principale di questo, navi in ​​mare, avrebbe beneficiato immensamente della tecnologia telefonica, ma ovviamente non potevano essere legati insieme da fili. Bell ha preannunciato che "verrà il giorno in cui i fili del telegrafo saranno posati sulle case proprio come l'acqua o il gas", ma non ha abbracciato totalmente la propria visione. Si rese conto che le città inghiottite da reti di grossi fili neri potevano essere brutte città.

Durante la sua luna di miele, Bell ha letto degli esperimenti del collega scienziato e inventore Robert Sabine con il selenio, un materiale appena scoperto che ha reagito all'esposizione alla luce. Nell'esperimento di Sabine è stato in grado di misurare visivamente i cambiamenti di luce che colpiscono un ricevitore di selenio. Bell teorizzò che se le reazioni del Selenio ai cambiamenti di luce fossero abbastanza sostanziali da misurare fisicamente le reazioni, allora c'era la possibilità che una luce solare modulata in un ricevitore Selenium potesse produrre un effetto audio; teoricamente, poteva sentire cosa vide Sabine.

Per ottenere ciò, Bell avrebbe dovuto modulare le onde sonore come l'elettricità. Il telefono trasmetteva il suono attraverso la corrente elettrica modulata inviata attraverso i fili del telegrafo. Il ricevitore del selenio agirebbe quindi come una versione ottica della bobina elettrica in un ricevitore telefonico, convertendo la luce modulata in onde sonore.

Abbastanza sicuro, Bell era assolutamente corretto. Nel febbraio del 1880, usando nient'altro che un diaframma attaccato alla grata metallica e un rudimentale ricevitore di selenio, Bell ascoltò come assistente Charles Sumner Tainter's a cappella versione di Auld Lang Syne arrivò a squarciare le sue cuffie, trasmesse attraverso un unico raggio di sole.

Nei mesi successivi, Bell e Tainter hanno migliorato il design del fotofono, sostituendo le grate in acciaio con uno specchio sottile e flessibile che si piegava e vibrava dalle onde sonore, alterando la luce, creando tuttavia un raggio di luce più concentrato di essere ricevuto da distanze maggiori. Mentre il primo test trasmetteva il suono attraverso la stessa stanza, i successivi test che utilizzavano un ricevitore a specchio parabolico raggiungevano distanze di circa 700 ft. 19 anni prima della prima trasmissione radio. Bell aveva introdotto la comunicazione audio wireless nel mondo.

Bell era estasiato. Credeva che una volta raggiunta la tecnologia, la trasmissione del suono attraverso la luce avrebbe un giorno rivoluzionato il mondo della comunicazione. Tuttavia, mentre il fotofono è stato un successo concettualmente, Bell - sempre il pragmatico - sapeva che la tecnologia necessaria per rendere la sua invenzione pratica per l'uso quotidiano era ancora lontana.

Il problema più grande e più ovvio di affidarsi alla luce solare per trasmettere il suono è che il sole non è costantemente visibile: le trasmissioni notturne sarebbero impossibili e la pioggia interromperà la comunicazione. La luce si diffonde sulla distanza, il che significava senza un raggio altamente concentrato, anche in condizioni ottimali, c'era un limite piuttosto corto e finito all'intervallo del fotofono.

C'era anche questo: Edison aveva appena inventato la lampadina da 16 watt. Le luci a gas erano ancora un luogo comune, e anche se era possibile creare fasci di luce artificiali altamente concentrati con specchi e vetro, qualsiasi casa che utilizzasse un microfono avrebbe dovuto essere un faro letterale. Bell vendette il brevetto per il microfono alla National Bell Telephone Company, di cui suo suocero e sua moglie erano i principali azionisti (dopo che Bell aveva dato il suo interesse per la compagnia come regalo di nozze). Lo stesso Bell si è ritirato dallo sviluppo del microfono, ma altri ingegneri della Bell Telephone Company hanno continuato a migliorare la tecnologia per i prossimi decenni.

In un'intervista proprio prima della sua morte, Bell proclamò: "Nell'importanza dei principi in gioco, considero il fotofono la più grande invenzione che abbia mai fatto; più del telefono. "Probabilmente, aveva ragione di nuovo: la telefonia leggera avrebbe davvero cambiato il modo in cui il mondo comunicava, ma non proprio come aveva immaginato Bell. Le versioni aggiornate del fotofono sono state usate con successo nelle capacità marittime, specialmente durante la prima e la seconda guerra mondiale; la telefonia leggera, a differenza delle onde radio, si è rivelata quasi impossibile da intercettare. Nella prima parte del XX secolo, le versioni modificate del fotofono furono utilizzate dalle compagnie di navigazione europee come supporto in situazioni in cui le onde radio venivano interrotte.

Ironia della sorte, i fili erano l'ingrediente mancante per l'enigma della telefonia leggera di Bell. Si scopre che il modo più efficiente per trasmettere la luce modulata ad alta concentrazione su lunghe distanze è attraverso fili di vetro incredibilmente lunghi e ultrasottili. La più importante manifestazione dei principi wireless di Bell era la fibra ottica, che viene utilizzata per trasmettere dati telefonici, via cavo e Internet in tutto il mondo usando gli stessi principi generali della telefonia leggera come il microfono originale di Bell.