Optische vezels maken het internet mogelijk. Het zijn fijne draden van glas, zo dun als een mensenhaar, geproduceerd om licht door te geven. Optische vezels vervoeren duizenden gigabits aan gegevens per seconde over de hele wereld en terug. Dezelfde vezels geleiden ook ultrasone golven, enigszins vergelijkbaar met die gebruikt in medische beeldvorming.

Deze twee golfverschijnselen - optisch en ultrasoon - hebben eigenschappen die fundamenteel verschillend zijn. Vezels zijn ontworpen om het licht strikt binnen een binnenste kerngebied te houden, aangezien elk licht dat buiten dit gebied doordringt, het verlies van een kostbaar signaal vertegenwoordigt. In tegenstelling tot, ultrasone golven kunnen de buitenste grenzen van vezels bereiken, en hun omgeving onderzoeken.

Intuïtie, en een groot deel van de training gegeven in fundamentele niet-gegradueerde lessen in mechanica en optica, instrueert om licht- en geluidsgolven als afzonderlijke en niet-verwante entiteiten te beschouwen. Maar dit perspectief is onvolledig. Voortplantend licht kan de oscillaties van ultrasone golven aansturen, alsof het een soort transducer is, vanwege de basisregels van het elektromagnetisme. Hetzelfde, de aanwezigheid van ultrageluid kan lichtgolven verstrooien en wijzigen. Licht- en geluidsgolven kunnen elkaar beïnvloeden/beïnvloeden en zijn niet noodzakelijk gescheiden en los van elkaar.

Het onderzoeksveld van de opto-mechanica is gewijd aan de studie van dit samenspel. Dergelijke onderzoeken, vooral op vezels, kan zeer nuttig zijn en verrassende resultaten opleveren. Bijvoorbeeld, eerder dit jaar onderzoeksgroepen aan de Bar-Ilan University, Israël en EPFL, Zwitserland heeft detectieprotocollen ontwikkeld waarmee optische vezels kunnen "luisteren" buiten een optische vezel waar ze niet kunnen "kijken", gebaseerd op een samenspel tussen lichtgolven en ultrageluid. Door lichtgolven te lanceren in een enkel uiteinde van een standaard telecommunicatievezel, de meetopstelling kon vloeibare media over meerdere kilometers identificeren en in kaart brengen. Deze bevindingen zijn gepubliceerd in twee artikelen (in het tijdschrift) Natuurcommunicatie ). Dergelijke methoden kunnen dienen in olie- en gaspijpleidingen, het monitoren van oceanen en meren, klimaatstudies, ontziltingsinstallaties, procesbeheersing in de chemische industrie, en meer.

De wederzijdse effecten van licht- en geluidsgolven die zich samen in een vezel voortplanten, blijven belangstelling en aandacht trekken. In een artikel dat zojuist in het tijdschrift is gepubliceerd Technische Natuurkunde Letters — Fotonica , de onderzoeksgroep van prof.dr. Avi Zadok, van de Faculteit Ingenieurswetenschappen en het Instituut voor Nanotechnologie en Geavanceerde Materialen van de Bar-Ilan Universiteit, ging met dit onderzoek nog een stap verder. De groep bouwde een gedistribueerde spectrometer, een meetprotocol dat lokale vermogensniveaus van meerdere optische golfcomponenten over vele kilometers glasvezel in kaart kan brengen. "De metingen ontrafelen hoe de generatie van ultrasone golven deze optische golven kan mengen. In plaats van zich onafhankelijk voort te planten, de opto-mechanische interacties leiden tot de versterking van bepaalde optische golven, en tot verzwakking van anderen, op ingewikkelde wijze. De waargenomen complexe dynamiek wordt volledig verklaard, echter, door een overeenkomstig model, ' zei Zadok.

Het rapport van Zadok en promovendi Yosef London, Hagai Diamandi en Gil Bashan worden in het tijdschrift gemarkeerd als een "Editor's Pick". Dit nieuwe inzicht in de optomechanica van optische vezels kan nu worden toegepast op sensorsystemen met een groter bereik, hogere ruimtelijke resolutie, en betere precisie om te helpen, bijvoorbeeld, bij het opsporen van lekken in reservoirs, dammen en pijpleidingen.