Создан полый оптоволоконный волновод для УФ-диапазона

Оптимальным для использования в сетях оптоволоконным коммуникаций, с точки зрения минимальности потерь, является свет в инфракрасном диапазоне. Однако, для ряда задач, таких как спектроскопические исследования ионов или атомов, необходимы лазеры, испускающие ультрафиолетое излучение, которое быстро поглощается центральной стеклянной жилой традиционного оптоволокна и выводит его из строя.

В Институте света им. Макса Планка (MPL) в Эрлангене (Германия) уже несколько лет работали над оптимизацией оптоволокна для транспортировки ультрафиолета. Предложенная в итоге конструкция представляет собой фотоннокристаллическое волокно с так так называемой «структурой Кагамэ» — регулярной мозаикой треугольников и шестиугольников — и с полым центром диаметром 20 мкм. Она обеспечивает одномодовый транспорт света с колоколоподобным (гауссовским) пространственным распределением интенсивности.

В ходе совместных с институтом QUEST Федеральной физико-технической службы Германии (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB) испытаний нового типа оптоволокна сотрудники MPL установили, что оно проводит ультрафиолетовый лазерный свет без вреда для себя и с приемлемым уровнем затухания. Даже после 100 часов эксплуатации с мощностью 15 мВт и длиной волны 280 нм эксперты-метрологи не обнаружили никаких признаков повреждений от воздействия ультрафиолета. Измеренные для разных направлений движения УФ-света профили интенсивности ближнего поля подтвердили, что распространение является одномодовым.

Полые волокна успешно прошли и первый практический тест: спектроскопическое исследование захваченных ионов.

Полученные результаты опубликованы в журнале Optics Express и, помимо спектроскопии, представляют интерес для многочисленных приложений, как то оптические атомные часы, квантовые компьютеры, флюоресцентная микроскопия, исследование плазменных процессов и пр.