Le fibre ottiche abilitano Internet, e sono praticamente ovunque:sottoterra e sotto gli oceani. Le fibre possono fare molto di più che trasportare informazioni:sono anche fantastici sensori. Le fibre ottiche sottilissime supportano misurazioni su centinaia di km, può essere incorporato in quasi tutte le strutture, operare in ambienti pericolosi e resistere alle interferenze elettromagnetiche.

Recentemente un importante passo avanti nei sensori in fibra ottica ha facilitato la mappatura di liquidi al di fuori del confine della fibra di vetro, anche se la luce guidata nella fibra non arriva mai direttamente lì. Tali misurazioni apparentemente paradossali si basano sul principio fisico dell'optomeccanica. La propagazione della luce, in sé e per sé, è sufficiente per indurre onde ultrasoniche nella fibra ottica. Queste onde ultrasoniche, a sua volta, può sondare i dintorni della fibra, simile all'imaging a ultrasuoni comune nella diagnostica medica. L'analisi dei liquidi al di fuori del km di fibra è stata riportata indipendentemente da ricercatori della Bar-Ilan University, Israele e l'EPFL, Svizzera.

I risultati ottenuti fino ad oggi tutti hanno sofferto, però, da uno dei principali inconvenienti:il rivestimento protettivo polimerico della sottile fibra di vetro doveva essere rimosso prima. Senza tale rivestimento protettivo, o "giacca" come viene spesso definita, le fibre nude di 125 micrometri di diametro non hanno molte possibilità. Non si può considerare l'applicazione di chilometri di lunghezza, fibre ottiche non protette al di fuori del laboratorio di ricerca. Sfortunatamente, il rivestimento standard delle fibre è realizzato con uno strato interno di polimero acrilico estremamente cedevole. Lo strato assorbe completamente le onde ultrasoniche in uscita dalla fibra ottica, e impedisce loro di raggiungere qualsiasi supporto sotto test. La presenza del rivestimento rappresenta un'ulteriore barriera che il concetto di sensore deve superare.

La soluzione a questa sfida si presenta sotto forma di un diverso, rivestimento idoneo. Le fibre disponibili in commercio possono anche essere protette da una guaina in poliimmide. Il materiale specifico è stato originariamente proposto per proteggere la fibra alle alte temperature. Però, recenti studi presso Bar-Ilan e EPFL hanno dimostrato che il rivestimento in poliimmide fornisce anche la trasmissione degli ultrasuoni. Le conseguenze sono significative:i ricercatori dell'Università Bar-Ilan riferiscono in un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Lettere di fisica applicata - fotonica che ora sono in grado di eseguire il rilevamento e l'analisi opto-meccanici dei mezzi che si trovano al di fuori delle fibre protette, che può essere distribuito in scenari appropriati.

"Il rivestimento in poliimmide ci consente di godere del meglio di entrambi i mondi, " afferma il Prof. Avi Zadok della Facoltà di Ingegneria, Università Bar-Ilan. "Dà alla fibra un grado di protezione, insieme alla connettività meccanica con il mondo esterno." Zadok e gli studenti di ricerca Hilel Hagai Diamandi, Yosef London e Gil Bashan hanno eseguito un'analisi approfondita delle interazioni luce-suono nelle fibre rivestite. La struttura articolare supporta una serie di modalità elastiche, che presentano dinamiche di accoppiamento complesse. "La nostra analisi mostra che il comportamento opto-meccanico è molto più complesso di quello di una fibra nuda, " dice Zadok. "I risultati dipendono fortemente dalle tolleranze inferiori al micron nello spessore e nella geometria dello strato di rivestimento. Una corretta forma di calibrazione è obbligatoria."

Nonostante questa ulteriore difficoltà, la mappatura dei liquidi al di fuori delle fibre rivestite è stata dimostrata sperimentalmente. Il gruppo ha raggiunto il rilevamento di oltre 1,6 km di fibra rivestita di poliimmide, che è stato immerso nell'acqua per la maggior parte della sua lunghezza. Un tratto lungo 200 metri, però, è stato invece tenuto in etanolo. Le misurazioni distinguono tra i due liquidi, e individuare correttamente la sezione posta in etanolo. I risultati rappresentano una pietra miliare per questo concetto di sensore emergente. "Una possibile applicazione, "dice il prof. Zadok, "è il monitoraggio dell'irrigazione. La presenza di acqua modifica le proprietà del rivestimento. Il nostro protocollo di misurazioni è in grado di identificare tali cambiamenti". Il lavoro in corso è dedicato al miglioramento della gamma, risoluzione e precisione delle misurazioni.