Onderzoekers van de Universiteit van Southampton en Université Laval, Canada, voor het eerst met succes terugreflectie hebben gemeten in geavanceerde holle-kernvezels van ongeveer 10, 000 keer lager dan conventionele optische vezels.

Deze ontdekking, deze week gepubliceerd in het vlaggenschip van de Optical Society optiek logboek, benadrukt nog een andere optische eigenschap waarbij holle-kernvezels beter kunnen presteren dan standaard optische vezels.

Onderzoek naar verbeterde optische vezels is essentieel om vooruitgang in tal van fotonische toepassingen mogelijk te maken. Het meest opvallend is, deze zouden de internetprestaties verbeteren die sterk afhankelijk zijn van optische vezels voor gegevensoverdracht waar de huidige technologie haar grenzen begint te bereiken.

Een klein deel van het licht dat in een optische vezel wordt gelanceerd, wordt naar achteren gereflecteerd terwijl het zich voortplant, in een proces dat bekend staat als terugverstrooiing. Deze terugverstrooiing is vaak hoogst ongewenst omdat het verzwakking veroorzaakt van signalen die zich langs de optische vezel voortplanten en de prestaties van veel op glasvezel gebaseerde apparaten beperkt, zoals glasvezelgyroscopen die in vliegtuigen navigeren, onderzeeërs en ruimtevaartuigen.

Echter, de mogelijkheid om op betrouwbare en nauwkeurige wijze terugverstrooiing te meten kan in andere gevallen gunstig zijn, zoals de karakterisering van geïnstalleerde glasvezelkabels waarbij de terugverstrooiing wordt gebruikt om de toestand van een kabel te bewaken en de locatie van eventuele breuken over de lengte ervan te identificeren.

De nieuwste generatie holle kern Nested Antiresonant Nodeless Fibers (NANF's), die zijn ontwikkeld in het door Southampton geleide LightPipe-onderzoeksprogramma en toegepast op nieuwe toepassingsgebieden binnen het Airguide Photonics-programma, vertonen terugverstrooiing die zo laag is dat deze tot nu toe onmeetbaar bleef.

Om deze uitdaging op te lossen, Optoelectronics Research Center (ORC)-onderzoekers van de Universiteit van Southampton werkten samen met collega's van het Center for Optics, Fotonica en lasers (COPL) aan de Université Laval, Quebec, die gespecialiseerd zijn in onderzoek naar zeer gevoelige optische instrumentatie.

Ze ontwikkelden een instrument waarmee het team op betrouwbare wijze de extreem zwakke signalen kon meten die terugverstrooid zijn in de nieuwste ORC-gefabriceerde holle-kernvezels - wat bevestigt dat verstrooiing meer dan vier ordes van grootte lager is dan in standaardvezels, in lijn met de theoretische verwachtingen.

Professor Radan Slavik, Hoofd van de ORC's Coherent Optical Signals Group, zegt:"Ik heb het geluk om in de ORC te werken, waar de lange termijn, toonaangevend onderzoek van mijn ontwerp- en fabricagecollega's heeft geleid tot de holle-kernvezels met het laagste verlies en de langste lengte die ooit zijn gemaakt. Mijn werk heeft zich gericht op het meten van de unieke eigenschappen van deze vezels, wat vaak een uitdaging is en samenwerking vereist met toonaangevende groepen op het gebied van metingen, zoals het Britse National Physical Laboratory en instrumentatie, zoals Université Laval."

Dr. Eric Numkam Fokoua, die de theoretische analyse bij de ORC heeft uitgevoerd om deze bevindingen te ondersteunen, zegt:"De experimentele bevestiging van onze theoretische voorspelling dat terugverstrooiing 10 is, 000 keer minder in onze nieuwste holle-kernvezels dan in standaard volledig glasvezels, demonstreert hun superioriteit voor veel glasvezeltoepassingen.

"Bovendien, het vermogen om dergelijke lage terugverstrooide signaalniveaus te meten is ook van cruciaal belang bij de ontwikkeling van holle-kernvezeltechnologie zelf, bij het bieden van een kritieke route naar gedistribueerde foutopsporing in gefabriceerde holle-kernvezels en kabels als dat nodig is om verbeteringen in hun productieprocessen te stimuleren. Bestaande technologie is gewoon niet gevoelig genoeg om met deze radicaal nieuwe vezels te werken en dit werk toont een oplossing voor dit probleem aan."