美國威斯康星大學(xué)研究人員在發(fā)現(xiàn)了一種讓多個光束在單股光纖中傳播的方法后，大學(xué)工程師們又發(fā)現(xiàn)他們研發(fā)的新型光纖結(jié)構(gòu)能夠傳輸高質(zhì)量的圖像，并且與當(dāng)今廣泛使用的內(nèi)窺鏡光纖成像效果類似，甚至效果更佳。
該項發(fā)現(xiàn)不僅有助于研發(fā)新一代高速通訊技術(shù)，還能為生物醫(yī)學(xué)成像提供幫助。
當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的主力——傳統(tǒng)光纖僅有能通過單束光線的渠道。為了能夠傳輸更多數(shù)據(jù)，電氣工程副教授Arash Mafi 和研究生研究助理Salman Karbasi 在2013年研發(fā)出了一種多芯光纖。
Mafi和Karbasi利用一種被稱為“安德森定域化”的現(xiàn)象設(shè)計出一種具有強(qiáng)大散射機(jī)制的光纖，這種散射機(jī)制能使光束鎖定在光纖內(nèi)。
這種光線由兩種可以分散光線的聚合物隨機(jī)分布構(gòu)成。光纖混亂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能讓光束穿過光纖并使外側(cè)凝固，可容納多束光線。
Mafi表示：“我認(rèn)為這種光線可以傳輸圖像。但是據(jù)估計分辨率和對比度不會非常高。”研究小組使用該種光纖下載了一個寬30微米的圖像（約為人類頭發(fā)粗細(xì)的三分之一）。光纖的另一頭連接鏡頭，將放大的圖像投射到屏幕上。Mafi表示這種光纖可實現(xiàn)直接一對一的低像素，高對比度的圖像傳輸。他說：“我們對能夠使用這種光線傳輸如此高質(zhì)量的圖像感到十分驚訝，圖像質(zhì)量并沒有因為光纖內(nèi)部雜亂無章受到影響。”
參與此次編寫研究論文的還有威斯康星大學(xué)本科生 Ryan Frazier，和克萊姆森大學(xué)的Thomas Hawkins 和 John Ballato 。
接下來研究人員將進(jìn)一步改善光纖構(gòu)建流程，以減少數(shù)據(jù)流失。
Nufern推出新型光纖：適用于連續(xù)光纖激光器
Nufern公司宣布進(jìn)一步擴(kuò)充其已經(jīng)取得成功的匹配型NuMATCH光纖產(chǎn)品線，新型系列光纖被稱之為NuMATCH+或者M(jìn)+。該系列光纖在技術(shù)指標(biāo)公差控制方面比M系列光纖高出25%以上，并且在業(yè)界首次限定的模場直徑（MFD）指標(biāo)。這些獨(dú)一無二的性能導(dǎo)致M+系列光纖家族在有源和無源光纖熔接時能夠獲得最可能低的熔接損耗。
Nufern首先推出的超匹配NuMATCH+光纖包括摻鐿的20/400和30/250大模場光纖以及他們超匹配的無源光纖，其中20/400-M+光纖是適合連續(xù)光纖激光器的理想光纖，尤其適合高功率應(yīng)用，而30/250-M+光纖則針對脈沖應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計。這些M+系列光纖采用了業(yè)界最新一代的玻璃組分和最嚴(yán)格的物理尺寸控制以及模場直徑（MFD）指標(biāo)控制。進(jìn)一步提升的公差控制水平以及嚴(yán)格的模場直徑（MFD）指標(biāo)控制的M+光纖能夠在有源和無源光纖實現(xiàn)低損耗熔接方面提升兼容性，使用M+系列光纖能夠?qū)崿F(xiàn)最堅固的，最低損耗的光纖激光器或者光纖放大器光路鏈路。
光纖產(chǎn)品線經(jīng)理George Oulundsen指出：“為了回應(yīng)客戶對我們已經(jīng)成功推出的NuMATCH系列光纖的反饋，我們決定進(jìn)一步擴(kuò)充我們匹配型光纖的產(chǎn)品線，退出M+系列光纖，這些超精密匹配光纖在M系列光纖的基礎(chǔ)上提供了更為嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo)公差范圍，并且在光纖業(yè)界第一次提供了大模場光纖模場直徑（MFD）的技術(shù)指標(biāo)，這將確保用戶在使用M+光纖進(jìn)行有源和無源光纖熔接時能夠獲得可能最佳的性能表現(xiàn)。”
新型光導(dǎo)纖維傳輸速度達(dá)光速99.7%
英國南安普頓大學(xué)的研究人員制作出一種新型光導(dǎo)纖維，能夠以99.7%的光速傳輸數(shù)據(jù)。
研究人員利用這種新型光導(dǎo)纖維實現(xiàn)了73.7Tbps的數(shù)據(jù)傳輸速度——大約相當(dāng)于10TBps，較當(dāng)今最先進(jìn)的49Gb光導(dǎo)纖維快了1000倍，而且延遲率為降低。
真空中的光速299，792，458米/秒。但在其他介質(zhì)中的速度通常會慢很多。在用石英玻璃制成的常規(guī)光導(dǎo)纖維中，光速會放慢31%。事實上，光在空氣中的傳輸速度反而快于玻璃，正因如此，南安普頓大學(xué)的研究人員才使用了一種幾乎完全填充空氣的中空光導(dǎo)纖維。
這并非研究人員首次嘗試制作中空光導(dǎo)纖維，但此前在碰到彎曲部位時遇到了困難。在普通的光導(dǎo)纖維中，玻璃或塑料材料有一定的折射率，可以引導(dǎo)光線在光導(dǎo)纖維內(nèi)的走向，從而實現(xiàn)長距離傳輸。而如果移除玻璃或塑料，光線就會射向外部，導(dǎo)致信號立刻缺失。每段光導(dǎo)纖維中的玻璃和空氣的接觸面也會產(chǎn)生干擾，并限制整體的光頻帶寬。
研究人員通過徹底改進(jìn)中空設(shè)計來克服了這個問題，使用了一種光子帶隙邊緣，以及遠(yuǎn)好于常規(guī)光導(dǎo)纖維的延遲率，從而使得光線和數(shù)據(jù)的傳輸速度提升了31%。
為了實現(xiàn)73.7Tbps的傳輸速度，研究人員還使用波分復(fù)用來傳輸三個96信道的模式，每個信道的速度為256Gpbs。模分復(fù)用是一種新技術(shù)，涉及到空間濾波——通過偏振器來旋轉(zhuǎn)信號，以便使用更多的光導(dǎo)纖維。但無論如何，這是目前在實驗室中所能實現(xiàn)的最快的數(shù)據(jù)傳輸速度之一。
從實際應(yīng)用角度來看，3.5dB/km的損耗完全可以接受，但短期內(nèi)無法替代傳統(tǒng)的光導(dǎo)纖維。不過在數(shù)據(jù)中心和超級計算機(jī)互聯(lián)等短距離傳輸領(lǐng)域，這種光導(dǎo)纖維卻可以極大地提升速度，并改善延遲狀況。
新型光纖：可當(dāng)太陽能電池 比頭發(fā)絲還細(xì)
最新一期《先進(jìn)材料》雜志上刊登了這樣一則消息：來自賓夕法尼亞大學(xué)的一支科研團(tuán)隊成功研制出一種比頭發(fā)絲還細(xì)，可以作為太能電池使用的硅光纖。據(jù)悉，這種光纖的主要功能不是用來傳遞或者使用能量，更多的是產(chǎn)生能量。將光纖轉(zhuǎn)化為太陽能電池的邏輯看似就有違正常思路，不過科研人員們卻完成了這項研究。
在他們早期的高壓化學(xué)技術(shù)開發(fā)中，嘗試了將太陽能電池材料的微粒一層一層地填入硅光纖的空隙中，結(jié)果這種微小的硅光纖竟然真的可以吸收太陽輻射并將其轉(zhuǎn)化成電能。
這次成功的嘗試另研究人員們感到無比興奮，據(jù)該團(tuán)隊負(fù)責(zé)人說：“有了這種硅光纖，我們可以做很多之前想都不敢想的事，比如我們可以將材料塞進(jìn)衣服里，借助衣物就能為設(shè)備充電，或者是用它制成化學(xué)傳感以及生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。”
新型光纖讓看3D電影不戴眼鏡成為可能
麻省理工學(xué)院的電氣工程師和材料科學(xué)家近日制造出一種神奇的光纖，用其編織成的柔性顯示屏可以播放3D圖像而觀眾不必佩戴特制眼鏡來觀看。該研究近期發(fā)表在《自然·光學(xué)》網(wǎng)站上。
說起3D立體顯示技術(shù)，我們會立即想起3D電影，呈現(xiàn)在眼前的立體效果令人有逼真的、身臨其境的感覺。但如今主流的3D立體顯示技術(shù)仍然不能使我們擺脫特制眼鏡的束縛，這使得其應(yīng)用范圍以及使用舒適度都打了折扣，而且不少3D技術(shù)若長時間體驗，會讓觀眾產(chǎn)生惡心眩暈等感覺。于是，3D立體顯示能夠持續(xù)發(fā)展的動力，就落到了裸眼3D顯示技術(shù)這一前沿科技身上。
光纖的工作原理是，在發(fā)送端首先要把傳送的信息（如話音）變成電信號，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號的幅度（頻率）變化而變化，并通過光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。#p#分頁標(biāo)題#e#
擁有同樣工作原理的新光纖獨(dú)特之處在于，其纖維的纖芯嵌入了一個微小的液滴。當(dāng)激光照射液滴時，會發(fā)生散射。纖芯的四周覆以多層不同光學(xué)性質(zhì)的材料，發(fā)揮鏡子一樣的作用，這樣就可以有效地創(chuàng)造出360度的激光束。光纖纖芯的四周還有四個通道，灌入液晶，每條通道與兩個電極相連，通過改變施加在液晶上的電壓，可以改變其透明度。雖然結(jié)構(gòu)如此復(fù)雜，但這種光纖的直徑僅為400微米（0.4毫米），而人的頭發(fā)的直徑為100微米，液晶顯示器的像素大約為300微米。
研究人員可以把很多工作控制在一個“像素”的基礎(chǔ)上進(jìn)行，即可以沿著纖維從頭到尾、從前到后制作出無數(shù)的激光點(diǎn)。換句話說，如果一個電視屏幕由這些纖維構(gòu)成，這一邊可以顯示一個圖像，而另一側(cè)可以顯示不同的圖像。這樣坐在電視屏幕前的不同觀眾，可以看到完全不同的電視節(jié)目。同樣，觀眾不用戴3D眼鏡就可以觀看完美的3D影像，而且坐在電視屏幕后面的觀眾也能收看。
這種光纖的唯一缺點(diǎn)是，目前在每個光纖中還只能放入一滴液滴。研究人員正在設(shè)法讓液滴來回運(yùn)動的速度足夠快，以形成多像素的效果。更值得注意的是，這種新纖維具有伸展性，可以制成數(shù)公里長。
新纖維可到達(dá)人體的任何部位，因此可以制成高度精確的醫(yī)療裝置。新光纖還可以應(yīng)用于光動力療法，即利用光來激活藥物，光動力療法是目前唯一相對非侵入性的和無毒的治療癌癥的方法。
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