Физики из России создали уникальное "лазерное" оптоволокно
Физики из России и их финляндские коллеги разработали новый тип оптоволокна, которое идеально подходит для создания сверхмощных лазеров и усилителей света, говорится в статье, опубликованной в журнале Optics Express. "Созданные нами образцы оптоволокна найдут применение не только в лазерных системах, но в волоконных датчиках для замера температур, давлений и других физических величин. В отличие от их полупроводниковых конкурентов, они не нуждаются в электропитании, могут проводить распределенное детектирование и имеют еще и другие преимущества", — рассказывает Сергей Никитов, директор Институте радиотехники и электроники РАН и сотрудник МФТИ. Оптическое волокно представляет собой нити из пластика или стекла, способные проводить не электричество, как обычные металлические провода, а пучки света. Как правило, его нити состоят из двух слоев – светопроводного сердечника и окружающей его оболочки из другого прозрачного материала, который обладает чуть меньшим индексом преломления, чем сердцевина. Благодаря этому оптоволокно может захватывать и заставлять двигаться свет в четко заданном направлении, препятствуя его "побегу" во внешнюю среду через стенки нити. У всех типов оптоволокна, созданных за последние полвека, есть несколько общих проблем, которые ученые пока не смогли решить полностью. Главными из них являются постепенное затухание сигнала при движении света на больших расстояниях, а также то, что наращивание мощности излучения ведет к появлению различных непредсказуемых эффектов и нарастанию "шумов", что мешает созданию сверхмощных оптоволоконных лазеров и усилителей света. Никитов и его коллеги решили эту проблему, создав новый тип оптического волокна, которое обладает необычно большой сердцевиной и при этом не искажает все важнейшие оптические характеристики света, который проходит через него. Для этого ученые "сплющили" сердечник и поменяли его структуру таким образом, чтобы его толщина плавно уменьшалась и увеличивалась по мере удлинения оптоволокна. Схожие изменения претерпела оболочка сердцевины, чья форма меняется по аналогичным принципам. То, с какой скоростью сужаются и расширяются оболочка и сердечник подобной нити, будет очень сильно влиять на ее оптические свойства, что можно использовать для создания оптоволокна с четко подобранными характеристиками. Подобное оптоволокно, производимое в том числе и в России, может найти широкое применение при создании систем передач данных, так как оно снимает одно из главных ограничений в работе оптоволокна – невозможность создавать достаточно "толстые" сердечники. Кроме того, разработка российских ученых может найти применение в разработке лазеров и научных приборов.
