Eine neue hohle Glasfaser verringert groß die „Geräusche“, die die Signale behindern, die, es jetzt verglichen mit den weitverbreiteten Monomodefasern überträgt, Forscher an der Universität von Rochester-Bericht.
Die Parallelresonanzhohlkernfaser, hergestellt von den Forschern an der Universität von zentralem Florida, produziert tausendmal weniger „Geräusche“ — und die tiefsten Stände überhaupt notiert von der Störung verursacht durch die akustischen Phonone, die aus dem Glas in der Faser an den Raumtemperaturen sich ergeben.
Um dieses zu dokumentieren, entwickelten Forscher im Labor von William Renninger, Assistenzprofessor von Optik, eine sehr empfindliche Messtechnik. Ihre Ergebnisse werden in einem Papier berichtet, das in APL-Photonik veröffentlicht wird.
„Es ist eine sehr wertvolle Faser, und trotz vielen Interesses an ihm durch Forscher und einige Firmen, hatte niemand wirklich das Verhalten von den Phononen studiert, die durch die Struktur gestützt wurden, und in welchem Ausmaß sie wirklich ‚Geräusche verringerte,‘ „sagt Renninger, einen Experten in der experimentellen und theoretischen nichtlinearen Optik.
Die Ergebnisse des Labors zeigen entscheidend, dass die Faser eine „viel versprechende Plattform für lärmarme Anwendungen, wie für Quanteninformatik und optische Nachrichtenübertragungen ist,“ schreiben führenden Autor Arjun Iyer, ein graduierter wissenschaftlicher Mitarbeiter in Renningers Labor.
Eine einzigartige Antwort ‚Geräusche‘
„Geräusche“ beziehen sich auf jede mögliche Störung, die ein Signal maskiert oder stört, das durch Licht durch eine Glasfaser gesendet wird. Eine solche Störung wird durch Phonone verursacht — quantisierte akustische oder Schallwellen, die auf den Atom- und subatomaren Niveaus auftreten, in diesem Fall im Glas einer Glasfaser.
Phonone verursachen einen Lichtstrahl „Streuung“ weg von den akustischen Wellen und schaffen Splitterstrahlen von verschiedenen Frequenzen oder Farben, die behindern kann, und verringern die Energie von, das Hauptfahrwerkbein. Während einige Formen des Zerstreuens für spezifische Anwendungen nützlich sein können, behindert es Quantenanwendungen und sogar grundlegende optische Nachrichtenübertragungen.
Geräusche können durch das Abkühlen der Fasern auf extrem verringert werden - niedrige, kälteerzeugende Temperaturen, aber die ist „sehr teuer und schwierig,“ Renninger sagt. Eine andere Annäherung ist zu versuchen, schwierige Fehlerkorrekturalgorithmen zu verwenden, um für Geräusche zu korrigieren.
Die Parallelresonanzhohlkernfaser stellt jedoch eine direkte Lösung dar, die sogar an den Raumtemperaturen arbeitet. Geschaffen durch Mitverfasser Rodrigo Amezcua Correa und andere Forscher an CREOL, kennzeichnet das College von Optik und die Photonik an der Universität von zentralem Florida, die Faser eine einzigartige Anordnung für sieben hohle Kapillaren, die um einen hohlen Kern innerhalb der Faser vereinbart werden.
Dieses ergibt minimale Deckung zwischen der äußeren Schicht der Faser des Glases und dem Licht, das durch den Kern reist und beseitigt Störung von den akustischen Phononen, die vom Glas ausströmen.
Tests durch Renningers Labor zeigten, dass die Anordnung 10mal an der Verringerung von Geräuschen als andere hohle Faserentwürfe effektiver ist. „Die wenig Geräusche, die gelassen wird, werden durch akustische Wellen in der Luft innerhalb der Faser, also, wenn Sie die Luft evakuieren sollten, die es weitere 100mal effektiver sein würde,“ Renninger sagen verursacht. „Sie würden haben unglaublich lärmarmes.“
„Wenn das Schicksal der Welt von der Verringerung von akustischen Geräuschen in den Glasfasern abhing, ist dieses das, das Sie würden verwenden wollen.“
Hinweis: „Ultra-niedriger Brillouin, der in Parallelresonanzhohlkernfasern“ durch Arjun Iyer, Wendao Xu, J. Enrique Antonio-Lopez, Rodrigo Amezcua Correa und William H. Renninger am 18. September 2020 APL-Photonik zerstreut.
DOI: 10.1063/5.0017796
Die Studie wurde mit Finanzierung vom Armee-Forschungs-Büro und Renningers National Science Foundation VOM KARRIERE-Preis gestützt.
Andere Mitverfasser sind Wendao Xu, ein graduierter wissenschaftlicher Mitarbeiter in Renningers Labor und Enrique Antonio-Lopez, ein Forschungswissenschaftler an CREOL.