리 디포리스트

3. 초기 무선 연구

니콜라 테슬라와 구글리엘모 마르코니에게 고용 문의를 했으나 실패한 후, 드 포레스트는 독자적으로 무선 연구를 시작했다. 예일 대학교 졸업 후 웨스턴 일렉트릭 전화 연구소에서 근무하며, 독일 과학자들의 연구를 바탕으로 무선 수신기를 개발했다. 그는 동료와 함께 "리스폰더(responder)"라는 개선된 수신기를 개발했다.^[7]

이후 여러 회사를 거치며 연구를 계속했고, 1900년에는 스파크 코일 송신기와 리스폰더 수신기를 사용하여 약 7km까지 송신 범위를 확장했다. 클라렌스 프리먼 교수는 드 포레스트의 연구를 지원하며 새로운 스파크 송신기를 개발했다.

1901년 가을, 드 포레스트는 국제 요트 경주 결과를 전송하기 위해 마르코니와 경쟁했으나, 송신기 고장과 다른 회사의 방해로 실패했다.^[8]

이러한 좌절에도 불구하고, 1902년 1월, 드 포레스트는 에이브러햄 화이트의 후원으로 미국 디포리스트 무선전신회사(American DeForest Wireless Telegraph Company)를 설립했다. 이 회사는 "세계적인 무선 통신" 개발을 목표로 했지만, 화이트의 과장 광고와 주식 사기로 어려움을 겪었다.

드 포레스트는 "삽형 검파기"라는 무선 신호 수신 장치를 개발했으나, 리지널드 페센덴의 특허 침해로 사용이 금지되었다.

회사는 1904년 루이지애나 매입 박람회에서 무선 전신 시연으로 금메달을 수상했고,^[13] 1905년부터 1906년까지 미국 해군을 위한 무선 전신 기지 건설 계약을 체결했다. 그러나 주식 판매에 집중하면서 연구 지원이 부족해졌고, 드 포레스트는 회사 경영진과 갈등을 빚다가 1906년 회사를 떠났다.^[14]

4. 오디온(Audion) 발명

드 포레스트의 가장 유명한 발명은 "그리드 오디온"으로, 최초의 성공적인 3극관(트라이오드)이자 전기 신호를 증폭할 수 있는 최초의 장치였다. 1900년 스파크 간극 송신기를 실험하던 중, 드 포레스트는 근처 가스 불꽃의 깜빡임이 전자기 펄스에 반응하는 현상에 주목했다.^[21] 추가 실험을 통해 불꽃 변동의 원인이 스파크 소리로 인한 기압 변화임을 알게 되었지만, 그는 불꽃이나 유사한 것을 이용해 무선 신호를 감지할 수 있다는 아이디어를 떠올렸다.

드 포레스트는 열린 불꽃이 주변 기류에 취약하다는 것을 알고, 부분 진공 상태의 유리관에 가열, 밀폐된 이온화된 기체를 사용하는 방법을 연구했다. 1905년부터 1906년까지 다양한 구성의 유리관 장치를 개발했으며, 이를 "오디온"이라 불렀다. 초기 오디온은 전극이 두 개뿐이었고, 1906년 10월 25일 드 포레스트는 이극 진공관 검파기에 대한 특허를 출원하여 1907년 1월 15일 미국 특허 제841387호를 받았다.^[22] 이후 제3의 "제어" 전극이 추가되었는데, 초기에는 유리관 외부를 둘러싸는 금속 실린더 또는 와이어 코일 형태였다. 그러나 이러한 초기 설계는 잘 작동하지 않았다.^[23]

4. 1. 오디온의 개량

5. 연방 전신 회사(Federal Telegraph Company)에서의 연구

1910년 5월, 라디오 전화 회사와 그 자회사들은 북미 무선 회사로 재편되었지만, 재정적 어려움으로 인해 회사 활동은 거의 중단될 위기에 처했다. 드 포리스트는 캘리포니아주 샌프란시스코로 이주하여 1911년 초 고출력 풀센 아크(Poulsen arc)를 사용하는 장거리 무선 전신 시스템을 생산하는 연방 전신 회사(Federal Telegraph Company)에서 연구직을 맡았다.^[28]

리 드 포리스트가 페더럴 텔레그래프에서 연구했던 분야 중 하나는 신호 수신 개선이었고, 그는 그리드 오디온(Audion)에서 나오는 음성 주파수 출력을 두 번째 진공관에 공급하여 추가로 증폭하는 아이디어를 떠올렸다. 그는 이것을 "캐스케이드 증폭기"라고 불렀는데, 결국 최대 세 개의 오디온을 연결하는 형태로 발전했다.^[28]

당시 미국 전화전신회사(American Telephone and Telegraph Company, AT&T)는 장거리 통화 서비스 개선을 위해 전화 신호를 증폭하는 방법을 연구하고 있었고, 드 포리스트의 장치가 전화선 중계기로서 잠재력이 있다는 것을 인식했다. 1912년 중반, 그의 동료인 존 스톤 스톤(John Stone Stone)이 드 포리스트의 발명품 시연을 위해 AT&T에 연락했다. 드 포리스트의 "기체가 찬" 오디온은 전화선에 사용되는 비교적 낮은 전압도 처리할 수 없다는 것이 밝혀졌다. (그가 진공관을 제작한 방식 때문에 드 포리스트의 오디온은 진공도가 너무 높으면 작동을 멈췄다.)^[28] 그러나 AT&T의 웨스턴 일렉트릭(Western Electric) 자회사의 해롤드 D. 아놀드(Harold D. Arnold) 박사와 그의 팀이 진행한 신중한 연구 결과, 진공관 설계를 개선하면 더욱 완벽하게 진공 상태를 만들 수 있으며, 높은 진공 상태에서는 전화선 전압으로 작동할 수 있다는 것을 알게 되었다. 이러한 변화를 통해 오디온은 이온이 아닌 전자 흐름을 사용하는 현대적인 전자 방출 진공관으로 발전했다.^[28]

10개월의 지연 끝에, 1913년 7월 AT&T는 전화 회사와의 연관성을 감춘 제3자를 통해 7개의 오디온 특허에 대한 배타적 사용권을 50000USD에 구매했다. 드 포리스트는 더 높은 대가를 기대했지만, 다시 한번 심각한 재정난을 겪고 있어 더 많은 협상을 할 수 없었다. 1915년 AT&T는 이 혁신을 이용하여 샌프란시스코에서 열린 파나마-태평양 국제 박람회와 함께 최초의 횡단 대륙 전화 통화를 실시했다.

1910년 샌프란시스코로 이주하여 연방 전신 회사(Federal Telegraph Company)에서 일을 시작하여 1912년에 세계 최초의 라디오 송수신기 개발을 시작했다. 동사의 전자 연구소는 팔로알토에 있었다. 여기서 라디오용 진공관을 개발했다.

6. 라디오 전화 회사(Radio Telephone Company)

드 포레스트는 뉴욕시 파커 빌딩에 자신의 연구실을 마련하고, 자신의 발명품 홍보를 위해 라디오 전화 회사를 설립했다. 사장은 전 미국 디 포레스트 판매원이었던 제임스 던롭 스미스, 부사장은 드 포레스트였다. 드 포레스트는 유럽에서 주로 쓰이던 "라디오"라는 용어를 "무선"보다 선호했다.^[15]

1904년 루이지애나 구매 박람회에서 발데마르 폴센은 아크 송신기에 대한 논문을 발표했는데, 이는 진폭 변조(AM) 오디오 전송에 사용될 수 있는 안정적인 "연속파" 신호를 생성했다. 폴센이 특허를 취득했지만, 드 포레스트는 폴센의 작업을 침해하지 않는 변형을 고안했다고 주장했다. 그는 "스파크 없는" 아크 송신기를 사용하여 1906년 12월 31일에 실험실에서 오디오를 전송했고, 2월에는 새디어스 케일의 텔하모니엄이 생성한 음악을 포함한 실험적 전송을 했다.

1907년 7월 18일, 드 포레스트는 최초로 무선전화를 이용한 선박-육지 간 전송을 했다. 이리 호에서 열린 연례 인터레이크 요트 협회(I-LYA) 레가타의 경주 결과를 증기 요트 ''텔마''에서 그의 조수인 프랭크 E. 버틀러에게 사우스 배스 섬의 폭스 부두 파빌리온으로 보냈다.^[15] 드 포레스트는 또한 미국 해군에 그의 무선전화에 관심을 갖게 했고, 해군은 1907년 말에 시작된 세계 일주 항해를 위해 그의 백색 함대에 26개의 아크 장치를 설치하는 긴급 주문을 했다. 그러나 이 장치들은 너무 신뢰할 수 없다는 이유로 제거되었다.^[16]

회사는 해안 선박 항해를 위해 대서양 연안과 그레이트 레이크스를 따라 무선전화국 네트워크를 구축했지만, 1911년까지 모회사와 자회사는 파산 직전에 놓였다.

7. 방송 활동 재개

1915년 여름, 드포레스트의 회사는 하이브리지 연구소에 위치한 2XG 방송국에 대한 실험용 면허를 받았다.^[40] 1916년 말, 드포레스트는 1910년에 중단했던 오락 방송을 진공관 장비의 우수한 성능을 이용하여 재개했다.^[41] 2XG의 첫 방송은 1916년 10월 26일에 방영되었는데,^[39] 컬럼비아 그래포폰사(Columbia Graphophone Company)와의 협약에 따라 해당 회사의 레코드를 홍보하기 위한 것이었으며, 여기에는 "제목과 '컬럼비아 그래모폰[원문대로] 회사'를 발표하는 것"이 포함되었다.^[42] 11월 1일부터 "하이브리지 방송국"은 매일 밤 컬럼비아 레코드를 특집으로 방송하는 프로그램을 제공했다.

이 방송들은 "드포레스트 라디오 회사의 제품, 주로 라디오 부품을 카탈로그와 가격표처럼 열정적으로" 광고하는 데에도 사용되었지만, 웨스턴 일렉트릭 엔지니어들의 비판으로 인해 드포레스트는 상당한 곤혹을 치르게 되어 직접적인 광고를 중단하기로 결정했다.^[43] 이 방송국은 또한 최초로 선거 결과의 음성 방송을 실시했는데(이전 선거에서는 결과를 방송한 방송국이 모르스 부호를 사용했었다), 1916년 11월 윌슨-휴즈 대통령 선거의 소식을 전했다.^[44] ''뉴욕 아메리칸(New York American)''은 전용 전선을 설치했고 매시간 속보가 전달되었다. 약 2,000명의 청취자들이 ''성조기(The Star-Spangled Banner)''와 다른 애국가, 노래, 찬송가를 들었다.

8. 포노필름(Phonofilm) 개발

1919년, 드 포레스트는 에릭 티거스테트(Eric Tigerstedt)의 초기 연구를 개선하여 포노필름(Phonofilm)이라는 광학적 필름 사운드 방식에 대한 최초의 특허를 출원했다. 포노필름은 마이크로폰이 생성한 전기적 파형을 필름에 사진으로 기록했는데, 회색 음영의 변화를 나타내는 평행선을 사용하는 "가변 밀도(variable density)" 방식을 사용했다. 이는 RCA 포토폰(RCA Photophone)과 같은 방식에서 사용하는 "가변 영역(variable area)" 시스템과 대조적이다.^[48] 영화 필름을 상영할 때, 기록된 정보는 그림과 동기화되어 소리로 다시 변환되었다.

1921년 10월부터 1922년 9월까지 드 포레스트는 독일 베를린에 거주하며 트라이어곤(Tri-Ergon) 개발자들(독일 발명가 요제프 엥글(Josef Engl), 한스 포크트(Hans Vogt), 그리고 요제프 마솔레(Joseph Massolle))을 만나 다른 유럽 사운드 필름 시스템을 조사했다. 1922년 4월 그는 곧 사용 가능한 필름 사운드 시스템을 갖게 될 것이라고 발표했다.^[48] 1923년 3월 12일 그는 언론에 포노필름을 시연했고;^[49] 이어 1923년 4월 12일에는 뉴욕시 웨스트 39번가 33번지의 강당에서 전기 기술자들을 대상으로 비공개 시연을 했다.

1922년 11월, 드 포레스트는 뉴욕시에 드 포레스트 포노필름 회사를 설립했다. 하지만 할리우드 영화 스튜디오들은 그의 발명에 관심을 보이지 않았고, 당시 이 스튜디오들이 모든 주요 극장 체인을 통제하고 있었기 때문에, 드 포레스트는 독립 극장에서 실험 영화를 상영하는 것으로 제한되었다.

1923년 4월 15일, 드 포레스트는 뉴욕시의 독립 극장인 리볼리 극장에서 18편의 포노필름 단편 영화를 처음으로 선보였다. 1924년 5월부터 맥스 플라이셔(Max Fleischer)와 데이브 플라이셔(Dave Fleischer)는 "공 튀기기를 따라하세요" 기믹을 특징으로 하는 송 카툰 시리즈 만화에 포노필름 방식을 사용했다. 그러나 드 포레스트가 장편 영화 대신 주로 짧은 보드빌 공연을 촬영하기로 한 선택은 할리우드 스튜디오의 포노필름에 대한 매력을 제한했다.

드 포레스트는 프리먼 해리슨 오웬스(Freeman Harrison Owens)와 시어도어 케이스(Theodore Case)와도 협력하여 그들의 연구를 활용하여 포노필름 시스템을 완성했다. 그러나 드 포레스트는 두 사람과 불화를 겪었다. 드 포레스트가 시어도어 케이스의 발명품을 계속해서 오용하고 케이스의 공헌을 공개적으로 인정하지 않은 탓에, 케이스 연구소는 자체 카메라를 제작했다. 케이스와 그의 동료 얼 스포네이블은 그 카메라를 사용하여 1924년 8월 11일 캘빈 쿨리지(Calvin Coolidge)를 녹화했는데, 이는 드 포레스트가 상영한 영화 중 하나이며 그가 자신의 발명품이라고 주장한 것이었다.

1925년 가을, 케이스는 드 포레스트와의 관계를 끊었다. 케이스는 윌리엄 폭스(Fox Film Corporation 사장)와 계약을 성공적으로 체결하여 폭스 무비톤이라는 이름으로 이 혁신을 시장에 출시했다. 워너 브라더스(Warner Brothers)는 웨스턴 일렉트릭(Western Electric)이 개발한 비타폰(Vitaphone) 디스크 사운드 방식이라는 경쟁적인 필름 사운드 방식을 도입했는데, 1926년 8월 6일 존 배리모어(John Barrymore) 영화 ''

1927년과 1928년 할리우드는 폭스 무비톤과 RCA 포토폰을 포함한 필름 사운드 시스템의 사용을 확장했다. 한편 극장 체인 소유주 아이저도어 슐레징어(Isadore Schlesinger)는 포노필름의 영국 판권을 구입하여 1926년 9월부터 1929년 5월까지 영국 뮤직홀 공연자들의 단편 영화를 공개했다. 거의 200편의 포노필름 단편 영화가 제작되었고, 많은 영화가 미국 의회도서관(Library of Congress)과 영국영화협회(British Film Institute)의 소장품으로 보존되어 있다.

9. 말년과 죽음

디포레스트는 라디오 산업의 오락 부문에 대해 비판적인 입장을 보였다. 1940년 미국 방송협회(National Association of Broadcasters)에 보낸 공개 서한에서 "당신은 내 아이인 라디오 방송을 어떻게 했습니까? 당신은 이 아이를 타락시켜 래그타임의 누더기, 재즈와 부기우기의 해진 조각으로 치장했습니다."라고 비판했다.^[54]

10. 유산

11. 수상 및 영예

• 1922년 무선공학회 명예훈장을 수상했다. 수상 이유는 "3극 진공관 발명 및 무선 통신에 대한 다른 공헌"이었다.^[64]
• 1923년 프랭클린 연구소 엘리엇 크레슨 메달을 수상했다. 수상 이유는 "오디온(Audion)에 구현된 발명"이었다.
• 1946년 미국 전기공학회 에디슨 메달을 수상했다. "그가 도입한 그리드 제어 진공관의 심오한 기술적, 사회적 결과"에 대한 공로였다.
• 1960년 영화예술과학 아카데미가 주최한 제32회 아카데미 시상식에서 아카데미 명예상 오스카상을 수상했다. 수상 이유는 "영화에 소리를 도입한 선구적인 발명"에 대한 공로였다.^[65]
• 1960년 2월 8일 할리우드 명예의 거리에 그의 이름을 새긴 별이 부착되었다.^[66]

12. 개인사

디 포레스트는 네 번 결혼했으며, 처음 세 번은 이혼으로 끝났다.

• 1906년 2월 루실 셰어다운(Lucille Sheardown)과 결혼했으나 그해 말 이전에 이혼했다.^[67]
• 1908년 2월 14일 노라 스탠턴 블래치 바니(Nora Stanton Blatch Barney, 1883-1971)와 결혼하여 딸 해리엇(Harriet)을 낳았지만, 1909년에 별거하고 1912년에 이혼했다.^[68][69]
• 1912년 12월 메리 메이오 화이트(Mary Mayo White, 1891-1957, 무대 이름 메리 메이오(Mary Mayo))와 결혼했다. 1920년 인구조사 기록에 따르면, 갓난아이인 딸 디나(Deena, 약 1919년 출생)와 함께 살았다. 1930년 10월 5일 이혼했다. 메이오는 1957년 12월 30일 로스앤젤레스의 화재로 사망했다.^[70]

• 1930년 10월 10일 무성 영화 배우 마리 모스퀴니(Marie Mosquini, 1899-1983)와 결혼하여 1961년 디 포레스트가 사망할 때까지 결혼 생활을 유지했다.^[71]

13. 예언

디 포레스트는 많은 예측을 했는데, 그중 상당수는 실현되지 않았지만, 마이크로파 통신 및 조리 등 몇몇은 정확히 예측했다.

• "저는 여러 개의 동시 프로그램이 놀라울 정도로 빠른 전자 통신으로 순차적으로 동일한 채널을 차지할 수 있는 단펄스 마이크로웨이브 신호 분야의 큰 발전을 예상합니다. [...] 짧은 파장은 거의 순간적으로 로스팅과 베이킹을 위해 주방에서 일반적으로 사용될 것입니다." – 1952년^[76]
• "이론적으로나 기술적으로 텔레비전이 실현 가능할 수 있지만, 상업적 및 재정적으로는 불가능하다고 생각합니다. 우리가 꿈꾸는 데 시간을 낭비할 필요가 없는 발전입니다." – 1926년^[77]
• "다단계 로켓에 사람을 태워 달의 중력장으로 발사하여 승객들이 과학적 관찰을 하고, 아마도 살아서 착륙한 다음 지구로 돌아올 수 있도록 하는 것은, 쥘 베른에 걸맞은 엄청난 꿈입니다. 미래의 모든 발전에도 불구하고 그러한 인공 비행은 결코 일어나지 않을 것이라고 단언합니다." – 1957년^[78]
• "저는 달이나 화성으로 가는 '우주선'을 예상하지 않습니다. 인간은 지구 또는 지구 대기권 안에서 살고 죽어야 합니다!" – 1952년^[76]
• "진공관 증폭기의 경쟁력 있는 제품으로 벨 연구소의 트랜지스터가 등장했습니다. 놀라운 증폭력을 가진 밀알 크기의 저렴한 3전극 게르마늄 결정입니다. 하지만 수백 킬로사이클의 주파수 제한과 엄격한 전력 제한으로 인해 오디오 증폭기를 일반적으로 대체할 수는 없을 것입니다." – 1952년^[76]

14. 주요 특허

참조

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