同调多模光纤应用扩展有望取代昂贵的单模光纤

作者:亚博APP安全有保障  时间:2021-10-09  浏览量:39448

本文摘要:俄罗斯和芬兰的研究人员合作展开一项概念检验计划,更进一步拓展具备较小纤芯直径的多模光纤用途;研究人员使用高功率雷射与非等向性材料,希望研发出可在光传输时维持同调性(coherence)的光纤。

亚博APP安全有保障

俄罗斯和芬兰的研究人员合作展开一项概念检验计划,更进一步拓展具备较小纤芯直径的多模光纤用途;研究人员使用高功率雷射与非等向性材料,希望研发出可在光传输时维持同调性(coherence)的光纤。维持光的同调性是构建量子计算机与传感器网络的必要条件,同时还有助多模光纤在更加远程通讯应用于中代替便宜的单模光纤。

研究人员们在光学学会(OpticalSociety;OSA)的期刊《OpticsExpress》上公开发表他们的研究成果。光纤是现代通讯的骨干。单模光纤由于具备可靠性,在长距离应用于中占到主导地位;但这种光纤的内径仅有10微米(us),且十分便宜。

较低成本的多模光纤内径宽达100us,目前主要用作短距离通讯,一般可反对1,000公尺距离、1-Gbit/s的传输速度。研究人员于是以致力于拓展多模光纤的实用性,不仅用作代替单模光纤构建长距离通讯,还可实现量子计算机,以及打造出仅有必须很少或需要电源继续执行的分布式传感器网络。图1:输入光束中的光辐射强度纵向分布模式(数据源:MIPT)来自莫斯科物理技术学院(MIPT)、俄罗斯科学院的Kotelnikov无线工程与电子研究所(IRERAS),以及芬兰坦佩雷理工大学(TampereUniversityofTechnology)光电研究中心的研究人员们联合投放了这项同调性多模光纤的概念检验研究。

主导该研究计划的IRERAS总监、MIPT固态物理学、放射性物理学和应用于信息技术副主任SergeyNikitov回应,“量子计算机有可能是其中的一种应用于;然而,在这项研究中,我们的目的在于探寻高功率应用于,由于非线性的流程,我们可在其中一根光纤内提升有所不同光波的功率,并仔细观察其结果。”除了SergeyNikitov,其他联合作者还包括MIPT教授兼任IRERAS和俄罗斯量子中心资深研究科学家VasilyUstimchik,以及坦佩雷荣誉教授JormaRissanen,他还曾多次是IEEERichardW.HammingMedal的得奖人。可维持同调性的光纤比半导体传感器更加具备优势,因为他们完全不必须电力,就能处置来自分布式传感器系统无法发挥作用的结果。

亚博APP安全有保障

此外,这些光纤不仅可用作高功率的雷射系统,还可作为传感器,因为偏振特性的变化来自于其精确感测环境引发的变化。维护光纤具备高于半导体传感器的优点,因为它们完全不必须电力,并可以处置来自分布式传感器系统的结果。它们不仅能用在高功率激光系统中,而且作为传感器的用途来自仔细观察到的事实,即它们的极化特性的变化使得需要精确地感测由环境因素引发的变化。

图2:图中表明沿着三个锥形光纤长度的外部保护层直径(左侧)及其芯径(右侧)。插画表明非等向性光纤结构的横截面;该光纤是由纤芯、椭圆形内部保护层和外部保护层联合构成。(数据源:MIPT)光纤雷射使用光学谐振器往返反射光线,从而引起雷射起到。目前,这种激光器仅有几乎用于基本模式(图1的左上方),将功率容许在10nm光纤可支撑的范围。

减少大型激光器的传输功率,造成光纤的折射率再次发生不不受掌控的变异,从而导致宿主非线性效应。俄罗斯和芬兰的研究人员使用的解决问题方法是转变纤芯和内部保护层(图2)。俄罗斯和芬兰的研究人员使用该技术证实了这个概念:利用高功率雷射传输的能量,有将近1%在100us光纤中损耗掉。

研究人员藉由为大型光纤的非等向性(回应它只在长度方向传播,因为内部保护层是椭圆形的)制作内部保护层,原始地保有了光纤的偏振特性。


本文关键词:亚博APP安全有保障
亚博APP安全有保障