Науковці створили плоске оптоволокно, що у 1000 разів чутливіше за кругле

Дослідники Королівського технологічного інституту (KTH) у Швеції та Саутгемптонського університету у Британії розробили пласке стрічкове оптоволокно HARFF (High Aspect Ratio Flat Fiber). Воно реагує на тиск у 1000 разів чутливіше за традиційне кругле волокно. З однієї заготовини команда вже витягнула понад 120 метрів волокна, підтвердивши, що технологію можна масштабувати.

Секрет — у формі. Інженери не сплющують готове кругле волокно, а одразу формують заготовину як плоску стрічку зі співвідношенням сторін до 20:1. Завдяки цьому внутрішні канали, повітряні порожнини та розташування хвилеводу стають незалежними параметрами. Інженер сам визначає, де скло під час витяжки гнутиметься, а де лишатиметься жорстким.

- Реклама -

Для датчика тиску команда зробила в стрічці два видовжені повітряні канали. Коли на волокно тисне зовнішня сила, канали деформуються нерівномірно. У склі виникає асиметричне напруження, і світло по-різному заломлюється залежно від напрямку поляризації. Дві однакові волоконні решітки Брегга, вбудовані в стрічку, утворюють оптичний резонатор — інтерференційна картина світла в ньому зміщується пропорційно до тиску.

У випробуваннях при тиску 0,40 МПа чутливість волокна сягнула 31,6 радіана на мегапаскаль. Це на три порядки вище, ніж показує аналогічне кругле волокно. Температура при цьому впливає на результат мінімально: перехресна чутливість до неї не перевищує 1% від показника тиску.

Підписуйтесь на Mediasat у Telegram: тут найцікавіші новини ТБ та телекому

Для вимірювання температури інженери заповнили внутрішній канал HARFF олов’яним сплавом. Його коефіцієнт теплового розширення у 46 разів вищий, ніж у кремнезему, з якого зроблене саме волокно. Коли сплав нагрівається, він розширюється набагато сильніше за навколишнє скло й тисне на нього зсередини. Це створює механічне напруження, яке так само змінює оптичні властивості стрічки, як і зовнішній тиск у датчику вище.

«Це не просто інше волокно на вигляд — це новий простір для проєктування оптичних волокон», — підсумував дослідник KTH Павло Маневський.

Наразі HARFF лишається лабораторним зразком. Оптичні втрати становлять близько 0,16 дБ/м, що поки вище за комерційні аналоги. Дослідники хочуть поліпшити контроль над формою волокна під час витяжки та зменшити втрати. У перспективі такі волокна-датчики можуть вбудовувати в крила дронів, мости, промислові конструкції та батареї.

Нагадаємо, раніше японська компанія NTT вже створила магістральне оптоволокно, яке передає вчетверо більше даних без зміни товщини кабелю. Також повідомлялося, що фізики створили оптоволокно, у якому світло саме обходить дефекти й вигини.

- Реклама -

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

- Реклама -

Читайте також

SpaceX запустила Space Safety — безплатну систему для запобігання зіткненням супутників

SpaceX закликала операторів супутників заздалегідь повідомляти про маневри. Траєкторії на зближення компанія безплатно перевіряє на платформі Space-Safety.com.

Китай вперше провів відеодзвінок між Арктикою та Антарктикою через власні супутники

Китай вперше перевірив власний низькоорбітальний супутниковий зв'язок одночасно в Арктиці й Антарктиці. Затримка відеодзвінка не перевищила секунди.

Туреччина створить власний аналог Starlink, що налічуватиме майже 200 супутників

Турецька оборонна компанія Aselsan створить супутникову мережу Astralink із 198 апаратів. Чипи, радіоінтерфейс і термінали для неї розробляють у Туреччині.

Міжнародна пропускна здатність інтернету зросла до 2259 Тбіт/с

TeleGeography оцінила сумарну пропускну здатність міжнародних інтернет-каналів у 2259 Тбіт/с. За рік вона зросла на 23%, а з 2022 року — більш ніж удвічі.

Росія витратить 53,6 млрд рублів на оновлення супутників зв’язку «Експрес»

Росія спрямує з бюджету 53,6 млрд рублів на нові супутники зв'язку «Експрес». Вони замінять апарати, через які у 2025 році транслювали 1,1 тис. каналів.