Ученые из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии разработали оптическое волокно с сердцевиной из жидкого глицерина, которое является более прочным и может передавать данные так же надежно, как и обычные оптоволоконные линии. Волокна можно было бы даже использовать для создания микрогидравлических компонентов и датчиков света.

Мы знаем, что оптоволоконные линии идеально подходят для передачи данных на большие расстояния, пока волокно не порвется, данные и сигналы могут передаваться быстро и надежно по оптоволокну из стекловолокна. Однако стеклянные волокна могут изгибаться лишь в ограниченной степени и очень чувствительны к напряжениям растяжения, которые могут быстро разрушить обычные волокна, если их слишком сильно согнуть или растянуть. Ахиллесова пята обычной волоконной оптики — рассеяние и потеря света из-за микротрещин в сердцевине волокна, будь то оргстекло или поликарбонат.

С этой целью ученые из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии испробовали различные способы улучшения оптических полимерных волокон и в конечном итоге обнаружили, что даже с лучшими сердцевинами из твердого волокна они никогда не смогут предложить столько преимуществ, сколько волокна, заполненные жидкостью.

Эксперимент окупился: команда Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии произвела заполненные жидкостью полиолефиновые и полиамидные нити диаметром от 45 до 200 мкм и содержащие до 25 об.% по объему. Полученное волокно может выдерживать степень растяжения до 10 процентов, а затем возвращаться к своей первоначальной длине, что невозможно с другими обычными волокнами с твердым сердечником.

Ученые добавили в глицерин небольшое количество флуоресцентного красителя и проверили оптические свойства светящихся волокон в процессе растяжения. Получается, что при растяжении волокна путь света удлиняется, но количество молекул красителя в волокне остается прежним. Это вызывает небольшие изменения цвета излучаемого света, поэтому волокно с жидким сердечником можно использовать не только для передачи сигналов и датчиков, но и для передачи усилия в микродвигателях и микрогидравлических системах.

Однако новый материал сердцевины также создает большие проблемы при обработке оптических волокон в приложениях. Как волокно с жидкой сердцевиной применяется к оптическому модулю, как волокно с жидкой сердцевиной выполняет сращивание и можно ли его комбинировать с обычным одномодовым волокном или сращиванием волокна с сохранением поляризации. Какие сварочные аппараты адаптируют эту обработку волокна. Это создает новые вопросы для решения проблемы волокна.