Anti-resonans optisk fiber med hul kerne reducerer støj

En ny hul optisk fiber reducerer i høj grad den "støj", der forstyrrer de signaler, den sender i forhold til de single-mode fibre, der nu er meget udbredt, forskere ved University of Rochester rapport.

Den anti-resonante hule kerne fiber, skabt af forskere ved University of Central Florida, producerer tusind gange mindre "støj" - og de laveste niveauer, der nogensinde er registreret fra interferens forårsaget af akustiske fononer, der stammer fra glasset i fiberen ved stuetemperatur.

For at dokumentere dette, forskere i laboratoriet til William Renninger, adjunkt i optik, udviklet en meget følsom måleteknik. Deres resultater er rapporteret i et papir offentliggjort i APL Photonics .

"Det er en meget værdifuld fiber, og på trods af stor interesse for det af forskere og nogle virksomheder, ingen havde virkelig undersøgt adfærden hos fononer understøttet af strukturen, og i hvilket omfang det faktisk reducerede 'støj, siger Renninger, en ekspert i eksperimentel og teoretisk ikke -lineær optik.

Laboratoriets fund viser endegyldigt, at fiberen er en "lovende platform til støjsvage applikationer, såsom for kvanteinformationsbehandling og optisk kommunikation, "skriver hovedforfatter Arjun Iyer, en kandidat forsker i Renningers laboratorium.

Et unikt svar på 'støj'

"Støj" refererer til enhver forstyrrelse, der maskerer eller forstyrrer et signal, der sendes af lys gennem en optisk fiber. En sådan forstyrrelse er forårsaget af fononer - kvantiserede akustiske eller lydbølger, der forekommer på atomare og subatomære niveauer, i dette tilfælde i glasset i en optisk fiber.

Fononer får en lysstråle til at "sprede" sig fra de akustiske bølger, skabe splinterstråler med forskellige frekvenser, eller farver, der kan forstyrre, og reducere energien fra, fjernlys. Selvom nogle former for spredning kan være nyttige til specifikke applikationer, det forstyrrer kvanteprogrammer og endda grundlæggende optisk kommunikation.

Støj kan reduceres ved at afkøle fibrene til ekstremt lavt, kryogene temperaturer, men det er "meget dyrt og kompliceret, "Siger Renninger. En anden tilgang er at forsøge at bruge komplicerede fejlkorrigerende algoritmer til at korrigere for støj.

Den anti-resonante hule kerne fiber, imidlertid, repræsenterer en ligetil løsning, der fungerer selv ved stuetemperatur. Oprettet af medforfatter Rodrigo Amezcua Correa og andre forskere ved CREOL, College of Optics and Photonics ved University of Central Florida, fiberen har et unikt arrangement af syv hule kapillærer arrangeret omkring en hul kerne inde i fiberen.

Dette resulterer i minimal overlapning mellem fiberens ydre lag af glas og lyset, der bevæger sig gennem kernen, eliminering af interferens fra akustiske fononer, der kommer fra glasset.

Test af Renninger laboratorium viste, at arrangementet er 10 gange mere effektivt til at reducere støj end andre hulfiberdesign. "Den lille støj, der er tilbage, skyldes akustiske bølger i luften inde i fiberen, så hvis du skulle evakuere luften, ville det være yderligere 100 gange mere effektivt, "Renninger siger." Du ville have utrolig lav støj ".

"Hvis verdens skæbne var afhængig af at reducere akustisk støj i optiske fibre, det er den, du gerne vil bruge. "