Новое исследование выявило исключительные свойства оптических волокон нового поколения

Исследователи из Университета Саутгемптона и Университета Лаваля (Канада) впервые успешно измерили обратное отражение в ультрасовременных волокнах с полой сердцевиной, которое примерно в 10 000 раз ниже, чем у обычных оптических волокон. Это открытие, опубликованное в ведущем журнале оптического общества Optica, подчеркивает еще одно оптическое свойство, в котором полые волокна способны превосходить стандартные оптические волокна.

Небольшая часть света, который запускается в оптическое волокно, отражается назад по мере его распространения, в процессе, известном как обратное рассеяние. Это обратное рассеяние часто крайне нежелательно, поскольку оно вызывает ослабление сигналов, распространяющихся по оптическому волокну, и ограничивает производительность многих волоконных устройств, таких как волоконно-оптические гироскопы, которые управляют авиалайнерами, подводными лодками и космическими кораблями. Однако возможность надежного и точного измерения обратного рассеяния может быть полезна и в других случаях, таких как характеристика установленных волоконных кабелей, где обратное рассеяние используется для мониторинга состояния кабеля и определения местоположения любых разрывов по его длине.

Последнее поколение вложенных в полую сердцевину Антирезонансных Безузловых волокон (NANFs), которые были впервые разработаны в рамках исследовательской программы Саутгемптонских светодиодных световодов и применены к новым областям применения в рамках программы Airguide Photonics, демонстрируют настолько низкое обратное рассеяние, что до сих пор оно оставалось неизмеримым. Чтобы решить эту проблему, исследователи исследовательского центра оптоэлектроники (ORC) Университета Саутгемптона объединились с коллегами из Центра оптики, фотоники и лазеров (COPL) Университета Лаваля в Квебеке, которые специализируются на исследованиях высокочувствительных оптических приборов. Они разработали прибор, который позволил команде надежно измерить чрезвычайно слабые сигналы, обратно рассеянные в последних изготовленных ORC волокнах с полым сердечником, подтвердив, что рассеяние более чем на четыре порядка ниже, чем в стандартных волокнах, в соответствии с теоретическими ожиданиями.

Профессор Радан Славик, руководитель группы когерентных оптических сигналов ORC, говорит: «мне очень повезло работать в ORC, где долгосрочные, ведущие мировые исследования моих коллег по дизайну и изготовлению привели к самым низким потерям и самым длинным полым волокнам, когда-либо сделанным. Моя работа была сосредоточена на измерении уникальных свойств этих волокон, что часто является сложной задачей и требует сотрудничества с ведущими мировыми группами в измерении, такими как Национальная физическая лаборатория Великобритании и контрольно-измерительные приборы, такие как Université Laval.”

Д-р Эрик Нумкам Фокуа, который провел теоретический анализ в ORC, чтобы подтвердить эти выводы, говорит: “экспериментальное подтверждение нашего теоретического предсказания о том, что обратное рассеяние в 10 000 раз меньше в наших новейших полых волокнах, чем в стандартных цельностеклянных волокнах, демонстрирует их превосходство для многих волоконно-оптических применений. Более того, способность измерять такие низкие уровни обратного рассеяния сигнала также имеет решающее значение для развития самой технологии полых волокон, обеспечивая критический путь к распределенному поиску неисправностей в изготовленных полых волокнах и кабелях, необходимых для дальнейшего совершенствования их производственных процессов. Существующая технология просто недостаточно чувствительна, чтобы работать с этими радикально новыми волокнами, и эта работа демонстрирует решение этой проблемы.”

Исследования в области усовершенствованных оптических волокон являются ключом к прогрессу в многочисленных фотонных приложениях. В первую очередь это повысило бы производительность Интернета, который в значительной степени полагается на оптические волокна для передачи данных там, где современные технологии начинают достигать своих пределов.

Для получения дополнительной информации посетите сайт www.southampton.ac.uk