In een veelbelovende doorbraak voor de toekomst van communicatie, EPFL-onderzoekers hebben een technologie ontwikkeld die licht kan versterken in de nieuwste holle-kern optische vezels.

"Het idee spookte al zo'n 15 jaar door mijn hoofd, maar ik had nooit de tijd of de middelen om er iets aan te doen, " zegt Luc Thévenaz, het hoofd van de Fiber Optics Group in EPFL's School of Engineering. Nutsvoorzieningen, zijn lab heeft een technologie ontwikkeld om het licht in de nieuwste holle-kern optische vezels te versterken.

De cirkel kwadrateren

De optische vezels van tegenwoordig hebben meestal een stevige glazen kern zonder lucht erin. Licht kan langs de vezels reizen, maar verliest na 15 kilometer de helft van zijn intensiteit. Het wordt steeds zwakker totdat het op 300 kilometer nauwelijks meer te detecteren is. Dus om het licht in beweging te houden, het moet met regelmatige tussenpozen worden versterkt.

De aanpak van Thévenaz is gebaseerd op nieuwe holle-kern optische vezels die gevuld zijn met lucht of gas. "Door de lucht is er minder demping, zodat het licht over een grotere afstand kan reizen. Dat is een echt voordeel, " zegt de professor. Maar in een dunne substantie als lucht, het licht is moeilijker te versterken. "Dat is de kern van het probleem:licht reist sneller als er minder weerstand is, maar tegelijkertijd is het moeilijker om op te treden. Gelukkig, onze ontdekking heeft die cirkel vierkant gemaakt."

Van infrarood naar ultraviolet

Dus wat deden de onderzoekers? "We hebben zojuist druk toegevoegd aan de lucht in de vezel om ons wat gecontroleerde weerstand te geven, " legt Fan Yang uit, postdoctoraal student. "Het werkt op dezelfde manier als een optische pincet:de luchtmoleculen worden gecomprimeerd en vormen zich tot clusters op regelmatige afstanden. Dit creëert een geluidsgolf die in amplitude toeneemt en het licht van een krachtige bron effectief afbuigt naar de verzwakte straal, zodat het wordt versterkt tot 100, 000 keer." Hun techniek maakt het licht dus aanzienlijk krachtiger. "Onze technologie kan op elk type licht worden toegepast, van infrarood naar ultraviolet, en aan elk gas, " legt hij uit. Hun bevindingen zijn zojuist gepubliceerd in Natuurfotonica .

Een uiterst nauwkeurige thermometer

Vooruit gaan, de technologie zou naast lichtversterking ook andere doelen kunnen dienen. Optische vezels met holle kern of gecomprimeerd gas kunnen, bijvoorbeeld, worden gebruikt om uiterst nauwkeurige thermometers te maken. "We zullen de temperatuurverdeling op elk punt langs de vezel kunnen meten. Dus als er een brand ontstaat langs een tunnel, we zullen precies weten waar het begon op basis van de verhoogde temperatuur op een bepaald punt, " zegt Flavien Gyger, doctoraat student. De technologie kan ook worden gebruikt om een ​​tijdelijk optisch geheugen te creëren door het licht in de vezel een microseconde te stoppen - dat is tien keer langer dan momenteel mogelijk is.