La ricerca in fibra ottica può darci migliori attrezzature mediche, miglioramento del monitoraggio ambientale, più canali media e forse migliori pannelli solari.

"Le fibre ottiche sono straordinariamente brave a trasmettere segnali senza troppe perdite nel trasferimento, " afferma la professoressa Ursula Gibson del Dipartimento di Fisica dell'NTNU.

Tuttavia:"Le fibre di vetro vanno bene fino a una lunghezza d'onda di circa 3 micron. Inoltre, e non sono così buoni, " lei dice.

E questo a volte è problematico. Telecom utilizza la parte del vicino infrarosso dello spettro d'onda perché ha la minor perdita di energia quando passa attraverso il vetro.

Ma se potessimo utilizzare lunghezze d'onda ancora più lunghe, i vantaggi includerebbero migliori diagnosi mediche e un monitoraggio ambientale più preciso delle particelle di gas sospese nell'aria. Lunghezze d'onda più lunghe potrebbero anche significare più spazio per i canali multimediali, poiché la concorrenza è feroce per le lunghezze d'onda in cui normalmente avviene la trasmissione nello spazio libero.

Antimoniuro di gallio

Le fibre di vetro ottico non sono fatte di vetro puro, ma richiedono un nucleo con un po' di altro materiale per trasmettere i segnali.

Questo è chiaramente abbastanza complicato da raggiungere, e i metodi sono stati gradualmente perfezionati negli ultimi 50 anni. In NTNU, vari gruppi di ricerca hanno sperimentato fibre ottiche utilizzando un nucleo semiconduttore di silicio (Si) e antimoniuro di gallio (GaSb) invece di piccole quantità di ossido di germanio, che viene utilizzato ora nelle fibre di silice. Alcuni degli ultimi risultati della ricerca dei ricercatori sono stati presentati in Comunicazioni sulla natura .

dottorato di ricerca candidato Seunghan Song è il primo autore dell'articolo sulla prestigiosa rivista. L'articolo "descrive un metodo per realizzare fibre ottiche in cui parte del nucleo che è antimonide di gallio, che può emettere luce infrarossa. Quindi la fibra viene trattata al laser per concentrare l'antimonide, "dice Gibson.

Questo processo viene effettuato a temperatura ambiente. La lavorazione laser influisce sulle proprietà del nucleo.

Cavi e celle solari

Il silicio è noto come il materiale più comunemente usato nei pannelli solari. Insieme all'ossigeno, il silicio è il materiale più comune anche nei cavi di vetro e in fibra di vetro.

L'antimoniuro di gallio è meno tipico, sebbene altri abbiano anche utilizzato la stessa composizione in strumenti ottici. Ma non allo stesso modo.

Con il nuovo metodo, l'antimonide di gallio è inizialmente distribuito in tutto il silicio. Questo è un metodo più semplice ed economico di altri per far crescere i cristalli, e la tecnologia offre molte possibili applicazioni.

"I nostri risultati sono prima di tutto un passo verso l'apertura di una porzione più ampia dello spettro delle onde elettromagnetiche per la trasmissione in fibra ottica, " dice Gibson.

Conoscere le proprietà fondamentali dei materiali semiconduttori nelle fibre di vetro ci permette di fare un uso più efficiente di risorse rare come il gallio.