切換到寬版
  • 廣告投放
  • 稿件投遞
  • 繁體中文
  • 研究人員通過調整后向散射改善光學數據傳輸

    作者:實驗幫(譯) 來源:phys.org 時間:2019-08-20 17:54 閱讀:208 [投稿]
    伊利諾伊大學的工程師們已經找到了一種方法,可以改變失配光波的方向,以減少光數據傳輸過程中的能量損失。在一項研究中,研究人員利用光波和聲波之間的相互作用來抑制光從材料缺陷中的散射,這種散射可以改善光纖通信。

    伊利諾伊大學的工程師們已經找到了一種方法,可以改變失配光波的方向,以減少光數據傳輸過程中的能量損失。在一項研究中,研究人員利用光波和聲波之間的相互作用來抑制光從材料缺陷中的散射,這種散射可以改善光纖通信。他們的發現發表在《光學雜志Optica》上。

    光波在遇到障礙物時會散射,無論是窗戶上的裂縫還是光纜上的微小缺陷。研究人員說,大部分光線從系統中散射出去,但其中一些光線又向光源散射,這種現象稱為反向散射。

    領導這項研究的機械科學與工程教授Gaurav Bahl說:“沒有完美的材料。我們在任何工程技術中使用的材料總是有一點瑕疵和一點隨機性。例如,用于遠程數據傳輸的最完美的光纖可能仍然存在一些看不見的缺陷。這些缺陷可能是制造的結果,也可能隨著時間的推移,由于材料的熱變化和機械變化而出現。最終,這種缺陷為任何光學系統設置了性能限制。”

    一些以前的研究表明,在具有某些磁性的特殊材料中,不希望出現的后向散射可以被抑制。然而,對于今天使用透明、非磁性材料如硅或硅玻璃的光學系統來說,這些都不是可行的選擇。


    上圖所示為機械科學與工程教授Gaurav Bahl和研究生Seunghwi Kim證實,后向散射光波可以被抑制,以減少光通信系統中的數據損失。

    在這項新的研究中,Bahl和研究生SeunghwiKim使用光與聲波的相互作用來控制后向散射,而不是磁場。

    Bahl說:“光波以相同的速度通過大多數材料,無論是前進還是后退,都不受方向的影響。但是,通過一些方向敏感的光-機械相互作用,我們可以打破這種對稱性,有效地抑制后向散射。這就像創建一個單向鏡像。通過阻止光波的后向傳播,當遇到散射體時,它無處可去,只有繼續向前移動才能選擇。”

    為了證明這一現象,研究小組將光波送入一個由石英玻璃制成的稱為微諧振器的小球中。在內部,光線像滾道一樣沿著圓形路徑傳播,一次又一次地遇到硅中的缺陷,放大了后向散射效應。然后,研究小組使用第二束激光束只在后向上進行光聲相互作用,從而阻止光向后散射的可能性。盡管諧振器中存在缺陷,原本會損失的能量仍在繼續向前移動。

    Bahl說:“能夠阻止后向散射是很重要的,但是一些光仍然會丟失到側面散射,而科學家們對此沒有控制。因此,在這個階段,這種進步是非常微妙的,只有在窄帶上才有用。但是,簡單地驗證一下,我們可以抑制像硅玻璃一樣常見的材料中的后向散射,這表明我們可以生產更好的光纖電纜,甚至可以繼續使用已經在世界海洋底部使用的舊的、受損的電纜,而不是必須更換它。”

    嘗試光纖光纜的實驗將是證明這種現象在光纖通信所需的帶寬上是下一步可能進行的研究嘗試。

    Bahl說:“我們所探索的原則以前就有過。這里的真實情況是,我們已經證實,后向散射可以通過簡單的玻璃來抑制,利用光學材料中可用的光-機械相互作用。我們希望其他研究人員也能在他們的光學系統中研究這一現象,以進一步推進這項技術。”

    原文來源:https://phys.org/news/2019-08-backscattering-aim-optical-transmission.html

    分享到:
    掃一掃,關注光行天下的微信訂閱號!
    【溫馨提示】本頻道長期接受投稿,內容可以是:
    1.行業新聞、市場分析。 2.新品新技術(最新研發出來的產品技術介紹,包括產品性能參數、作用、應用領域及圖片); 3.解決方案/專業論文(針對問題及需求,提出一個解決問題的執行方案); 4.技術文章、白皮書,光學軟件運用技術(光電行業內技術文檔);
    如果想要將你的內容出現在這里,歡迎聯系我們,投稿郵箱:[email protected]
    文章點評
    彩先知中特网