Naukowcy odkryli, jak utrzymać intensywność światła we włóknie

Kierownik grupy światłowodów w szkole inżynierskiej EPFL Luc Thévenaz przyznał, że w jego głowie pomysł „wisieł w powietrzu”

Głowa ma około 15 lat, ale nie miał czasulub zasobów, aby coś z tym zrobić. Teraz jego laboratorium opracowało technologię wzmacniania światła wewnątrz nowatorskich włókien optycznych z pustym rdzeniem.

Nowoczesne światłowody zwykle mająsolidny szklany rdzeń bez powietrza w środku. Światło może rozchodzić się wzdłuż włókien, ale po 15 km traci połowę swojej intensywności. Nadal słabnie, aż jest trudny do wykrycia iz odległości 300 km. Dlatego, aby światło nadal się poruszało, należy je regularnie wzmacniać.

Podejście Thevenaz opiera się na nowej optycewłókna z pustym rdzeniem wypełnione powietrzem lub gazem. Powietrze oznacza mniejsze tłumienie sygnału, więc światło może pokonać większą odległość. To prawdziwa zaleta. Ale w substancji tak „cienkiej” jak powietrze, wzmocnienie światła jest trudniejsze. To jest sedno problemu: światło porusza się szybciej, gdy jest mniejszy opór, ale jednocześnie trudniej jest na nie reagować. Jednak odkrycie naukowców rozwiązało ten problem.

Co zatem zrobili badacze?Po prostu dodali ciśnienie do powietrza we włóknie, aby wytworzyć kontrolowany opór. Działa podobnie jak pęseta optyczna – cząsteczki powietrza są ściskane i tworzą skupiska w regularnych odstępach między sobą. Tworzy to falę dźwiękową o zwiększonej amplitudzie i skutecznie ugina światło od silnego źródła w kierunku osłabionej wiązki, dzięki czemu zostaje wzmocnione nawet 100 000 razy. Zatem technika naukowców sprawia, że ​​światło jest znacznie potężniejsze.

Naukowcy podsumowują, że nową technologię można zastosować do każdego rodzaju światła, od podczerwieni po ultrafiolet, a także do dowolnego gazu.

W przyszłości ta technologia może służyć innymcelów innych niż wzmocnienie światła. Na przykład światłowody z pustym rdzeniem lub sprężonym gazem można wykorzystać do wykonania ultraprecyzyjnych termometrów. Technologię tę można również wykorzystać do utworzenia tymczasowej pamięci optycznej poprzez zatrzymanie światła we włóknie na mikrosekundę – dziesięć razy dłużej niż jest to obecnie możliwe.

Czytaj także

Ostatni szelf lodowy w Kanadzie zapadł się do oceanu. Stracił 40% w dwa dni

Zobacz, co następca Hubble'a może zobaczyć w kosmosie. Przegląd teleskopu Webb

Rosja otworzyła loty z wieloma krajami. Jak bezpiecznie jest tam latać?