Las fibras ópticas planas de vidrio puro son mil veces más sensibles que los cables tradicionales

Un equipo de investigadores del KTH Royal Institute of Technology y la Universidad de Southampton ha creado una fibra óptica plana HARFF (High Aspect Ratio Flat Fiber), que muestra una sensibilidad a los efectos físicos mil veces mayor que las fibras cilíndricas tradicionales. Según ixbt.com, los científicos demostraron la viabilidad práctica de este material inusual logrando extraer más de 120 metros de fibra a partir de una sola preforma. Así lo informa Ixbt.com informa .

Nueva geometría y enfoque de ingeniería

El secreto principal de este invento reside en su geometría única. En lugar de simplemente aplanar fibras redondas, los expertos formaron la preforma desde el principio como una cinta plana con una relación de aspecto de hasta 20:1. Como resultado, los canales internos, los huecos de aire y la ubicación de la guía de ondas se convirtieron en variables independientes. Esto permite al ingeniero diseñar con precisión dónde debe doblarse el vidrio y dónde debe ofrecer resistencia.

Para crear un sensor de presión, los investigadores formaron dos canales de aire alargados. Durante la deformación, aparece una tensión asimétrica en ellos, lo que cambia la birrefringencia del vidrio. Dos redes de Bragg idénticas forman un resonador óptico, y el patrón de interferencia se desplaza proporcionalmente a la presión.

Las pruebas realizadas mostraron que a una presión de 0,40 MPa, la sensibilidad alcanza los 31,6 radian/MPa. Esta cifra es tres órdenes de magnitud superior a la de fibras redondas similares. Al mismo tiempo, la sensibilidad a la temperatura representó menos del 1% del indicador de presión.

Capacidades de medición de temperatura

Para proporcionar la función de medición de temperatura, el canal interno de la HARFF se llenó con una aleación de estaño con un coeficiente de expansión térmica 46 veces mayor que el de la sílice. Al calentarse, se genera una fuerte tensión mecánica en el vidrio, lo que provoca nuevamente un cambio en el índice de birrefringencia.

Pavel Manvski, investigador del KTH, señala que este desarrollo no es solo una fibra con un aspecto diferente, sino que abre un espacio completamente nuevo para el diseño de tecnologías de fibra óptica. Por ahora, la HARFF mantiene el estatus de muestra de laboratorio, con pérdidas ópticas de aproximadamente 0,16 dB por metro.

En el futuro, los expertos planean mejorar el control de la forma, reducir las pérdidas e implementar con éxito estas fibras innovadoras en alas de drones, grandes puentes, estructuras industriales y baterías.