2009年10月6日，瑞典皇家科學院宣布：被稱為光纖之父的華人科學家高錕與發(fā)明電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器的美國科學家威拉德?博伊爾和喬治?史密斯三人一同獲得2009年諾貝爾物理學獎。三位科學家的發(fā)明成果對安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有深遠影響，尤其是CCD技術(shù)。

    電荷耦合元件 (CCD，Charge-coupled Device)是一種積體電路，上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)位訊號。經(jīng)由外部電路的控制，每個小電容能將其所帶的電荷轉(zhuǎn)給它相鄰的電容。

    1969年，美國貝爾實驗室（Bell Labs）的威拉德?博伊爾（Willard Boyle）和喬治?史密斯（George E. Smith）發(fā)明了CCD。他們命名為「電荷『氣泡』元件」（Charge "Bubble" Devices）。這種裝置的特性就是它能沿著一片半導體的表面?zhèn)鬟f電荷，便嘗試用來做為記憶裝置，當時只能從暫存器用「注入」電荷的方式輸入記憶。但隨即發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)能使此種元件表面產(chǎn)生電荷，而組成數(shù)位影像。

    到了1970年代，貝爾實驗室的研究員已能用簡單的線性裝置捕捉影像，CCD就此誕生。 含格狀排列像素的CCD應(yīng)用于數(shù)位相機、光學掃瞄器與攝影機的感光元件。其光效率可達70%(能捕捉到70%的入射光)，優(yōu)于傳統(tǒng)菲林（底片）的2%。因此，CCD圖像傳感器除了大規(guī)模應(yīng)用于數(shù)碼相機、天文學領(lǐng)域外，還廣泛應(yīng)用于攝像機、掃描儀，以及工業(yè)領(lǐng)域等。此外,在醫(yī)學中為診斷疾病或進行顯微手術(shù)等而對人體內(nèi)部進行的拍攝中，也大量應(yīng)用了CCD圖像傳感器及相關(guān)設(shè)備。

    2006年元月，博伊爾和史密斯獲頒電機電子工程師學會（IEEE）頒發(fā)的Charles Stark Draper獎?wù)?，以表彰他們對CCD發(fā)展的貢獻。2009年，博伊爾和史密斯憑借此摘取了諾貝爾物理學獎。

威拉德·博伊爾 喬治·史密斯

     “沒有CCD，數(shù)碼相機的發(fā)展將更為緩慢。沒有CCD，我們就不會看到哈勃太空望遠鏡拍攝的令人詫異的圖片，也不會看到我們的鄰居火星上的紅色沙漠圖像?！痹u委會專家一同稱贊說。

    有“光纖之父”之稱的高錕，1933年出生于上海，少年時期隨家庭南遷香港，完成中學學業(yè)，其后留學英國，專攻電子工程，成為該領(lǐng)域世界知名專家。1970年，他學成歸來，為香港中文大學籌建工程學院，并于1987年至1996年間擔任中大校長。

“光纖之父”高錕

    在詳細研究了玻璃介質(zhì)的傳輸損耗后，高錕于1966年發(fā)表了題為《用于光頻的介質(zhì)纖維表面波導》，開創(chuàng)性地提出光纖在通訊應(yīng)用方面的基本原理——制造光纖的玻璃純度是減低光能損耗的關(guān)鍵，而熔煉石英正是可以制造高純度玻璃的材質(zhì)。在他的努力推動下，1971年，世界上第一條1公里長的光纖問世，第一個光纖通訊系統(tǒng)也在1981年啟用。短短幾十年間，光纖網(wǎng)絡(luò)已遍布全球，并以每小時增加數(shù)千公里的速度擴展，極大地促進了互聯(lián)網(wǎng)等通訊技術(shù)的發(fā)展。

    2009年度諾貝爾物理學獎公布時，諾貝爾獎評審委員會如此形容高錕在光學通訊上取得的開創(chuàng)性成就：“令文字、音樂、影像和影片在一瞬間傳到世界各地”。

    如果說CCD與光纖電纜成就2009諾貝爾物理學獎，那么可以肯定的說諾貝爾物理學獎三位得主的成果將推動整個社會的進步，安防行業(yè)也受益匪淺。