Saf camdan üretilen yassı fiber optik kablolar geleneksel kablolardan bin kat daha hassas çıktı

İsveç Kraliyet Teknoloji Enstitüsü ve İngiltere Southampton Üniversitesi'nden araştırmacılardan oluşan bir ekip, fiziksel etkilere geleneksel silindirik fiberlerden bin kat daha fazla hassasiyet gösteren yassı şeritli HARFF (High Aspect Ratio Flat Fiber) optik fiber geliştirdi. ixbt.com'un haberine göre bilim insanları, bu sıra dışı malzemenin pratik uygulanabilirliğini kanıtlayarak tek bir ön kalıptan 120 metreden fazla fiber çekmeyi başardılar. Bu konuda Ixbt.com haber veriyor.

Yeni geometri ve mühendislik yaklaşımı

Bu buluşun temel sırrı, kendine özgü geometrisinde yatmaktadır. Uzmanlar, sıradan yuvarlak fiberleri düzleştirmek yerine, ön kalıbı başlangıçtan itibaren 20:1 en-boy oranına sahip yassı bir şerit şeklinde oluşturdular. Sonuç olarak, iç kanallar, hava boşlukları ve dalga kılavuzunun konumu bağımsız değişkenler haline geldi. Bu, mühendisin camın hangi noktada büküleceğini ve nerede direnç göstereceğini hassas bir şekilde tasarlamasına olanak tanır.

Bir basınç sensörü oluşturmak amacıyla araştırmacılar iki adet uzatılmış hava kanalı oluşturdular. Deformasyon sürecinde bunlarda simetrik bir gerilim oluşur ve camın çift kırılma özelliği değişir. İki özdeş fiber Bragg ızgarası bir optik rezonatör oluşturur ve girişim deseni basınca orantılı olarak kayar.

Yapılan testler, 0,40 MPa basınç altında hassasiyetin 31,6 radyan/MPa değerine ulaştığını gösterdi. Bu, benzer yuvarlak fiberlere kıyasla üç kat daha yüksek bir değerdir. Aynı zamanda, sıcaklığın çapraz etkileşim hassasiyeti, basınç değerinin yüzde 1'inden azını oluşturdu.

Sıcaklık ölçüm imkanları

Sıcaklık ölçüm fonksiyonunu sağlamak için HARFF'ın iç kanalı, silikona kıyasla 46 kat daha yüksek termal genleşme katsayısına sahip bir kalay alaşımı ile dolduruldu. Isıtıldığında camda güçlü bir mekanik gerilim oluşur ve bu durum yine çift kırılma indeksinin değişmesine yol açar.

KTH araştırmacısı Pavel Manevskiy, bu çalışmanın sadece farklı görünen bir fiber değil, aynı zamanda fiber optik teknolojilerinin tasarımı için tamamen yeni bir alan açtığını belirtiyor. Şimdilik HARFF laboratuvar örneği statüsünü korumakta olup, optik kayıpları metre başına yaklaşık 0,16 dB civarındadır.

Gelecekte uzmanlar, şekil kontrolünü iyileştirmeyi, kayıpları azaltmayı ve bu yenilikçi fiberleri drone kanatlarına, büyük köprülere, endüstriyel yapılara ve bataryalara başarıyla entegre etmeyi planlıyor.