Ricercatori dell'Università di Southampton e dell'Université Laval, Canada, hanno misurato con successo per la prima volta la riflessione posteriore in fibre a nucleo cavo all'avanguardia che è di circa 10, 000 volte inferiore alle fibre ottiche convenzionali.

Questa scoperta, pubblicato questa settimana nel fiore all'occhiello della Optical Society ottica rivista, evidenzia ancora un'altra proprietà ottica in cui le fibre a nucleo cavo sono in grado di superare le fibre ottiche standard.

La ricerca su fibre ottiche migliorate è fondamentale per consentire progressi in numerose applicazioni fotoniche. Soprattutto, questi migliorerebbero le prestazioni di Internet che fa molto affidamento sulle fibre ottiche per la trasmissione dei dati laddove la tecnologia attuale sta iniziando a raggiungere i suoi limiti.

Una piccola porzione della luce che viene lanciata in una fibra ottica viene riflessa all'indietro mentre si propaga, in un processo noto come backscattering. Questa retrodiffusione è spesso altamente indesiderabile in quanto provoca l'attenuazione dei segnali che si propagano lungo la fibra ottica e limita le prestazioni di molti dispositivi basati su fibra, come i giroscopi in fibra ottica che navigano sugli aerei di linea, sottomarini e veicoli spaziali.

Però, la capacità di misurare in modo affidabile e accurato la retrodiffusione può essere utile in altri casi, come la caratterizzazione dei cavi in ​​fibra installati in cui il backscatter viene utilizzato per monitorare le condizioni di un cavo e identificare la posizione di eventuali interruzioni lungo la sua lunghezza.

L'ultima generazione di fibre senza nodo antirisonanti nidificate a nucleo cavo (NANF), che sono stati pionieri nel programma di ricerca LightPipe guidato da Southampton e applicati a nuovi campi di applicazione all'interno del programma Airguide Photonics, mostrano una retrodiffusione così bassa che fino a quel momento è rimasta non misurabile.

Per risolvere questa sfida, I ricercatori dell'Optoelectronics Research Center (ORC) dell'Università di Southampton hanno collaborato con i colleghi del Center for Optics, Fotonica e Laser (COPL) presso l'Université Laval, Quebec, specializzati nella ricerca sulla strumentazione ottica ad alta sensibilità.

Hanno sviluppato uno strumento che ha permesso al team di misurare in modo affidabile i segnali estremamente deboli retrodiffusi nelle ultime fibre a nucleo cavo fabbricate con ORC, confermando che la dispersione è di oltre quattro ordini di grandezza inferiore rispetto alle fibre standard, in linea con le aspettative teoriche.

Professor Radan Slavik, Capo del gruppo di segnali ottici coerenti dell'ORC, dice:"Sono molto fortunato a lavorare nell'ORC, dove il lungo termine, la ricerca leader a livello mondiale dei miei colleghi di progettazione e fabbricazione ha portato alle fibre a nucleo cavo con la minore perdita e la più lunga lunghezza mai realizzate. Il mio lavoro si è concentrato sulla misurazione delle proprietà uniche di queste fibre, che è spesso impegnativo e richiede collaborazioni con gruppi leader a livello mondiale nella misurazione, come il National Physical Laboratory e la strumentazione del Regno Unito, come l'Université Laval."

Dott. Eric Numkam Fokoua, che ha svolto l'analisi teorica presso l'ORC per supportare questi risultati, dice:"La conferma sperimentale della nostra previsione teorica che il backscattering è 10, 000 volte meno nelle nostre ultime fibre a nucleo cavo rispetto alle fibre standard interamente in vetro, dimostra la loro superiorità per molte applicazioni in fibra ottica.

"Inoltre, la capacità di misurare livelli di segnale così bassi e retrodiffusi è fondamentale anche nello sviluppo della stessa tecnologia delle fibre cave, nel fornire un percorso critico per la ricerca distribuita dei guasti nelle fibre e nei cavi a nucleo cavo fabbricati, se necessario per portare avanti miglioramenti nei loro processi di produzione. La tecnologia esistente semplicemente non è abbastanza sensibile per lavorare con queste nuove fibre radicali e questo lavoro dimostra una soluzione a questo problema".