Порожнє волокно передає кіловат лазерної потужності на відстань до кілометра

Нещодавнє зниження втрат у порожніх волокнах робить їх привабливими для комунікаційних програм. Тепер волокно з порожнім серцевиною, описане в журналі Nature Photonics 30 травня, може передавати кіловат лазерної потужності на відстань до кілометра. Розробка знаменує собою великий крок до прецизійної обробки, що вимагає потужних лазерних променів. Стандартні оптичні волокна – незалежно від того, чи використовуються вони для зв’язку або обробки – працюють, вловлюючи світло, спрямоване вздовж їх довжини, всередині суцільної скляної серцевини, оточеної скляною оболонкою з нижчим показником заломлення. Будь-яке світло, що потрапляє на межу оболонки, ідеально відображається в серцевині за рахунок повного внутрішнього відображення. Світло, що проходить через волокно, втрачається тільки за рахунок розсіювання та поглинання фотонів. Якщо серцевина складається з чистого діоксиду кремнію, втрати на довжинах хвиль близько 1,55 мікрометра – довжині хвилі для оптоволоконних сигналів – становлять менше 0,2 децибела на кілометр. Іншими словами, один відсоток світла, що потрапляє на 100-кілометрову довжину такого волокна, виходить з іншого кінця, що все ще достатньо для зв’язку на великі відстані. Навпаки, волокна з порожнім серцевиною складаються зі скляної оболонки, що оточує заповнений повітрям центр. Показник заломлення навколишньої скляної трубки вище, ніж показник заломлення повітря, а це означає, що зазвичай світло в волокні з порожнім серцевиною просочується з повітря в скло. Хитрість у запобіганні цьому полягає у формуванні тонких структур усередині скляної трубки, що згинаються убік від хвильового фронту світла. Джерело