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突破固体材料限制实现远距离通信 – 空气光纤
2014-11-13
今年APS电子期刊中有一篇由马里兰大学(University of Maryland)Howard Milchberg研究团队所发表『空气光纤』的文章受到瞩目,它与传统光纤不同的地方在哪?
传统光纤是一种传送光的纤维,由玻璃或塑胶製成的纤维,一般分为高折射率的玻璃核心,外围为低折射率的包覆,最外层才是塑胶批覆,核心包覆的折射率必须小于核心的折射率,在光纤内部传播的光线会在高折射率与低折射率的边界进行全反射前进通过光纤。而Howard Milchberg研究团队也是使用一样的概念,以一般空气(相对外层具有较高折射率)当作核芯,低密度空气(低折射率)为外层包覆,当光线通过便可以达到与传统光纤同样的传输方式。
如何製作低密度空气呢?Howard Milchberg研究团队使用四道强大的雷射脉冲射出形成正方形低密度的『外牆』,在雷射射出的轨迹上空气会因为受热膨胀降低密度,四道雷射中间的区域就成为高密度的空气光纤核芯。空气光纤的产生能维持几毫秒的时间,对于光线的传递来说是足够的。目前Howard Milchberg研究团队实验的情况下空气光纤可在一公尺的距离获得比以前强1.5倍的讯号,如果未来距离能增加到一百倍以上,讯号可能会增强许多,后续空气光纤也将有许多应用:远距离雷射通信、检测高空空气污染、雷射武器等等,比起传统光纤便能摆脱固体材料的侷限,实现超远距离的雷射通信。
图片、资料来源:
Demonstration of Long-Lived High-Power Optical Waveguides in Air
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