“这个想法在我脑海里盘旋了大约15年,杏耀代理但我从来没有时间或资源来做任何事情。”但是现在, 登录杏耀手机客户端,Luc Thevenaz, EPFL工程学院光纤光学小组的负责人,终于实现了:他的实验室开发了一项技术,可以在最新的中空光纤中放大光。
要解决
今天的光纤通常是固态的玻璃芯,所以里面没有空气。光可以沿着纤维传播,但在15公里后强度会降低一半。它一直在减弱,直到300公里处几乎无法被探测到。所以为了保持光线的移动,它必须定期被放大。
Thevenaz的方法是基于新的中空光纤,填充空气或气体。“空气意味着衰减更少,所以光可以传播更长的距离。这是一个真正的优势。”但在空气这样稀薄的物质中,光很难被放大。这就是问题的关键:当阻力更小时,光传播得更快,但同时也更难起作用。幸运的是,我们的发现解决了这个问题。”
从红外线到紫外线
那么研究人员做了什么呢?“我们只是给纤维中的空气增加压力,杏耀以获得一些可控的阻力,”博士后范阳(音译)解释说。“它的工作原理类似于光镊——空气分子被压缩并形成有规则间隔的簇。这就产生了振幅增大的声波,并有效地将强光源的光线衍射到弱束上,从而使光线被放大10万倍。”因此,他们的技术使得光线更加强烈。“我们的技术可以应用于任何类型的光,从红外线到紫外线,以及任何气体,”他解释说。他们的发现刚刚发表在《自然光子学》上。
极精确的温度计
展望未来,这项技术除了可以用于光放大外,还可以用于其他用途。例如,中空或压缩气体光纤可以用来制造极其精确的温度计。“我们将能够测量沿着纤维的任何一点的温度分布。因此,如果火灾是沿着隧道开始的,我们就能根据某一点的升高温度确切地知道它是从哪里开始的,”博士生弗拉维恩·盖格说。这项技术还可以通过让光在光纤中停止一微秒来创建一个临时的光存储器——这比目前可能的时间长10倍。