中空芯光纤通过引导光线在空气或真空填充芯中弯曲,将最先进的干涉仪与自由空间传播特性与现代光纤的长度尺度相结合。
研究人员正在与行业合作伙伴合作,与国家物理实验室(National Physical Laboratory)合作,并在Airguide Photonics项目中开发英国网络,以进一步扩大这一发现的影响。
中空芯光纤集团负责人Francesco Poletti教授说:“通过从纤维中心消除玻璃,我们还消除了使输入光束的偏振纯度降低的物理机制。因此,我们的纤维所提供的质量代表了一种范式向巨大的性能飞跃的转变。
"由于衰减率低至0.28dB/公里,而且即将达到可能低于传统纤维雷利散射极限的水平,这种波导结构不久即可提供真空制导纯度,并可在定长波长处保持环境不敏感,并可为下一代光子辅助科学仪器提供数百公里以上的时间。
传播光波同时保持其所有的基本属性是所有使用光来感知环境或传输数据和功率的应用程序的一个基本问题。高性能干涉仪、陀螺仪和频率梳使用光的波长作为一个微型的标尺,以令人难以置信的精确测量距离、转速和时间。它们都依赖于空间、光谱和偏振纯度最高的光束的传输。
为了达到可能的最佳性能,科学家们目前需要在真空中传播光,例如在美国激光干涉引力波天文台(LIGO) 4公里长的臂上。然而,这些先进的干涉仪极其昂贵,在更短的长度尺度上往往不切实际。玻璃光纤在传感技术中提供了一种更加实用和便携的替代方案,但会降低偏振纯度,并受到有害的非线性影响。
中空芯光纤克服了所有这些挑战,提高了光学干涉系统和传感器的潜力,例如在构成惯性导航系统核心的光学陀螺仪内,或为下一代百万瓦特激光器灵活地传输和相干地组合强偏振辐射。
这项最新的南安普敦研究由欧洲联盟资助的LightPipe项目赞助,该项目以泽勒研究所著名的Opto电子研究中心数十年的工作为基础。该中心及其主任David Payne教授在研制用于控制极光状态应用的光纤技术方面发挥了主导作用。在该领域的工作还促成了纺纱公司Fibercore的成立,该公司已成为生产保偏光纤的全球市场领军者。
教授David Payne先生说:“在光学领域有许多应用需要严格的偏振控制,例如当两束光干涉来感知引力波引起的微小变化,或者光纤陀螺仪的旋转感应。传输光的理想方式是在光纤中,但这通常会导致不确定的、游走的极化状态和传感器的漂移。令人惊讶的是,某些类型的空心芯光纤可以在长距离上保持稳定的偏振,这一发现将对下一代光学传感器产生巨大影响。
“中空纤维继续以让我们惊奇的方式出现,就好像纤维不存在一样,就像没有衍射的真空。”
