Innovationer gennem hårtynde optiske fibre

Forskere ved universitetet i Bonn har bygget hårtynde optiske fiberfiltre på en meget enkel måde. De er ikke kun ekstremt kompakte og stabile, men også farvejusterbar. Det betyder, at de kan bruges i kvanteteknologi og som sensorer til temperatur eller til at detektere atmosfæriske gasser. Resultaterne er blevet offentliggjort i tidsskriftet Optik Express .

Optiske fibre, der ikke er meget tykkere end et menneskehår i dag, udgør ikke kun rygraden i vores verdensomspændende informationsudveksling. De er også grundlaget for at bygge ekstremt kompakte og robuste sensorer med meget høj temperaturfølsomhed, kemisk analyse og meget mere.

Optiske resonatorer eller filtre er vigtige komponenter, der skærer meget smalle spektrallinjer ud fra hvide lyskilder. I det enkleste tilfælde er sådanne filtre bygget af to modstående spejle, der kaster lys frem og tilbage lige så præcist som pendulet på et urværk. Farven på det filtrerede lys indstilles af spejladskillelsen.

Egnede spejle med høj kvalitet er blevet integreret med enden af ​​sådanne hårlignende fibre i nogen tid. Forskere fra universitetet i Bonn er lykkedes med at bygge sådanne hårlignende optiske fiberresonatorer på en enkel måde. De er ikke kun ekstremt kompakte og stabile, men giver også mulighed for at justere deres farve:De har limet fiberenderne, der bærer spejlene, ind i en fælles rørring, som kan strækkes ved hjælp af en piezokrystal og dermed styre spejladskillelsen.

"Det miniaturiserede optiske filter yder et yderligere bidrag til at gøre fotonik og kvanteteknologi til den afgørende teknologi i det 21. århundrede, " siger prof. Dr. Dieter Meschede fra Institut for Anvendt Fysik ved Universitetet i Bonn. Forskeren er medlem af "Matter and light for quantum computing" (ML4Q) Cluster of Excellence ved universiteterne i Bonn og Köln og RWTH Aachen University og er også medlem af det tværfaglige forskningsområde "Building Blocks of Matter and Fundamental Interactions" ved universitetet i Bonn.

Miniaturiserede meget stabile optiske præcisionsfiltre lover flere anvendelser:de kan lagre lysenergi inden for et så lille volumen, at allerede enkelte fotoner effektivt kan lagres og manipuleres. Deres høje følsomhed tyder på at bygge ekstremt kompakte og selektive sensorer, f.eks. til påvisning af atmosfæriske gasser. Ved at bruge endnu mere stabile materialer til ferrulet kan det lille optiske ur bygges med ekstrem høj frekvensstabilitet.