Rochester Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, yeni bir içi boş optik fiberin, şu anda yaygın olarak kullanılan tek modlu fiberlere kıyasla ilettiği sinyallere müdahale eden "gürültüyü" büyük ölçüde azalttığını bildirdi.
Central Florida Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından oluşturulan anti-rezonans oyuk çekirdekli fiber, bin kat daha az “gürültü” üretiyor ve oda sıcaklığında fiberdeki camdan kaynaklanan akustik fononların neden olduğu parazitten şimdiye kadar kaydedilen en düşük seviyeler. .
Bunu belgelemek için, optik bölümünde yardımcı doçent olan William Renninger'in laboratuvarındaki araştırmacılar, oldukça hassas bir ölçüm tekniği geliştirdiler.Bulguları, yayınlanan bir makalede rapor edilmiştir.APL Fotonik.
Renninger, "Bu çok değerli bir lif ve araştırmacıların ve bazı şirketlerin ona gösterdiği yoğun ilgiye rağmen, yapı tarafından desteklenen fononların davranışını ve aslında 'gürültüyü' ne ölçüde azalttığını kimse gerçekten incelememişti" diyor. deneysel ve teorik doğrusal olmayan optik uzmanı.
Renninger'in laboratuvarında lisansüstü araştırma görevlisi olan baş yazar Arjun Iyer, laboratuvarın bulgularının, fiberin "kuantum bilgi işleme ve optik iletişim gibi düşük gürültülü uygulamalar için umut verici bir platform" olduğunu kesin olarak gösterdiğini söylüyor.
'Gürültü' için benzersiz bir cevap
"Gürültü", bir optik fiber aracılığıyla ışık tarafından gönderilen bir sinyali maskeleyen veya bozan herhangi bir rahatsızlığı ifade eder.Böyle bir bozulmaya fononlar neden olur - atomik ve atom altı seviyelerde, bu durumda bir optik fiberin camında meydana gelen nicelenmiş akustik veya ses dalgaları.
Fononlar, akustik dalgalardan bir ışık huzmesinin “dağılmasına” neden olarak, ana huzmeye müdahale edebilecek ve enerjisini azaltabilecek farklı frekanslarda veya renklerde kıymık huzmeler yaratır.Bazı saçılma biçimleri belirli uygulamalar için faydalı olabilirken, kuantum uygulamalarına ve hatta temel optik iletişimlere müdahale eder.
Renninger, elyafları son derece düşük, kriyojenik sıcaklıklara soğutarak gürültünün azaltılabileceğini, ancak bunun “çok pahalı ve karmaşık” olduğunu söylüyor.Diğer bir yaklaşım, gürültüyü düzeltmek için karmaşık hata düzeltme algoritmalarını kullanmaya çalışmaktır.
Bununla birlikte, rezonans önleyici oyuk çekirdekli fiber, oda sıcaklıklarında bile çalışan basit bir çözümü temsil eder.Ortak yazar Rodrigo Amezcua Correa ve Central Florida Üniversitesi Optik ve Fotonik Koleji olan CREOL'deki diğer araştırmacılar tarafından oluşturulan fiber, fiber içindeki içi boş bir çekirdek etrafında düzenlenmiş yedi içi boş kılcal damardan oluşan benzersiz bir düzenlemeye sahiptir.
Bu, fiberin dış cam tabakası ile çekirdekten geçen ışık arasında minimum örtüşme ile sonuçlanır ve camdan yayılan akustik fononlardan kaynaklanan paraziti ortadan kaldırır.
Renninger'in laboratuvarı tarafından yapılan testler, düzenlemenin gürültüyü azaltmada diğer içi boş fiber tasarımlarından 10 kat daha etkili olduğunu gösterdi.Renninger, "Kalan küçük gürültüye fiberin içindeki havadaki akustik dalgalar neden oluyor, bu nedenle havayı tahliye edecek olsaydınız, bu 100 kat daha etkili olurdu" diyor.“İnanılmaz derecede düşük gürültüye sahip olursunuz.”
"Dünyanın kaderi optik fiberlerdeki akustik gürültünün azaltılmasına bağlı olsaydı, kullanmak isteyeceğiniz şey bu olurdu."
Referans: Arjun Iyer, Wendao Xu, J. Enrique Antonio-Lopez, Rodrigo Amezcua Correa ve William H. Renninger, 18 Eylül 2020, "Anti-rezonans oyuk çekirdekli elyaflarda ultra düşük Brillouin saçılması",APL Fotonik.
DOI: 10.1063/5.0017796
Çalışma, Ordu Araştırma Ofisi ve Renninger Ulusal Bilim Vakfı KARİYER ödülünden sağlanan fonlarla desteklendi.
Diğer ortak yazarlar, Renninger'in laboratuvarında lisansüstü araştırma görevlisi olan Wendao Xu ve CREOL'de bir araştırma bilimcisi olan Enrique Antonio-Lopez'dir.