Światłowód na nowo

Nowy rodzaj włókien optycznych opracowali amerykańscy naukowcy z Penn State University. Wzbogacone o rdzeń z selenku cynku transmitują nie tylko światło, ale nawet bliską i średnią podczerwień. Materiał może zrewolucjonizować technologie wojskowe oraz ekologiczne.

Dziś rdzenie światłowodów robi się najczęściej ze zwykłej krzemionki (piasku). Ten materiał jest z powodzeniem wykorzystywany w transmisji danych, ale ma też swoje ograniczenia: np. nie radzi sobie z promieniowaniem podczerwonym. Zespół z Penn State University (PSU) stworzył pierwszy na świecie światłowód z rdzeniem z selenku cynku, który otwiera szereg zupełnie nowych możliwości.

„Struktura atomów w szkle jest nieregularna. Struktura krystaliczna, jaką ma selenek cynku, pozwala na przesył dłuższej długości fal, w szczególności bliskiej i średniej podczerwieni” – tłumaczy szef projektu, prof. John Badding. Światło widzialne to fale o długości od ok. 0,4 do niecałych 0,8 mikrona, podczas gdy nowy światłowód z rdzeniem z selenku cynku potrafi przesyłać fale nawet do 15 mikronów długości. By wykorzystać te możliwości, niezbędne było wykonanie włókien z selenku cynku, co po raz pierwszy udało się właśnie zespołowi z PSU.

Nowe włókna optyczne mogą znaleźć zastosowania militarne. „Laserowo-radarowa technologia, którą obecnie posługuje się wojsko, wykorzystuje bliską podczerwień, fale o długości do 2,5 mikrona. Urządzenie zdolne do wykorzystania średniej podczerwieni, o falach dłuższych od 5 mikronów, będzie bardziej precyzyjne” – tłumaczy Badding.

Takie urządzenie może też mieć pokojowe zastosowania, wykrywając toksyny oraz inne zanieczyszczenia w powietrzu. „Różne cząsteczki absorbują odmienne długości fal. Woda na przykład zatrzymuje fale o długości 2,6 mikrona, ale molekuły różnych zanieczyszczeń powietrza absorbują fale dużo dłuższe. Przesyłając fale podczerwone poprzez atmosferę będziemy mogli wyraźnie zobaczyć, z jakich substancji się składa” – twierdzi prof. Badding.

Transmisja fal o dużych długościach to nie jedyna zaleta nowego materiału. Włókna z selenku cynku mogą też mieć zastosowania… rozrywkowe. Dzięki tzw. nieliniowej konwersji częstotliwości można ich użyć do zmiany przepływającego przez nie światła. Tak więc, jeśli chodzi o popularne, czysto estetyczne zastosowania światłowodów, selenek cynku także bije tradycyjną krzemionkę o głowę2011_02_28a

Maciej Bójko