Новое оптоволокно с жидким сердечником не боится изгиба и растяжения

Исследователи разработали двухкомпонентное оптоволокно с жидким сердечником, которое обладает высокой прочностью и может растягиваться до 10% без повреждений.

В настоящее время для передачи данных на большие расстояния используют очень хрупкие и чувствительные к растяжению кабели из стекловолокна. Альтернативным вариантом является пластиковое волокно с сердечником из прозрачного оргстекла, которое обычно применяют для обмена информацией на коротких дистанциях. Хотя полимеры немного лучше гнуться, но почти также как и стекло подвержены внутренним микротрещинам при растягивании. Любые повреждения сердцевины кабеля ухудшают сигнал и могут привести к разрыву.

Поэтому ученые из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий решили использовать для передачи света жидкость. Команда решила изготовить кабель из гибкого материала, заполненный жидкостью со значительно большим показателем преломления, чтобы сигнал отражался от стенок и двигался только по сердечнику.

Для этого они изготовили машину, которая может производить километровое двухкомпонентное оптоволокно с фторполимерной оболочкой и непрерывной сердцевиной из глицерина с флуоресцентным красителем.

Испытания показали, что новый тип кабеля способен выдерживать растяжение до 10%, а затем возвращается к своей исходной длине. Ни одно другое существующее оптическое волокно с твердой сердцевиной не способно на такое.

Хотя при растяжении путь света увеличивается, но количество молекул красителя в волокне остается постоянным, что приводит к незначительному изменению цвета сигнала, которое можно измерить с помощью подходящей электроники. Таким образом, можно узнать изменение длины или возникающую растягивающую нагрузку. Это позволяет использовать кабель также в качестве микрогидравлического компонента и светочувствительного датчика.

Илья Бауэр, фото: Empa