首页 >> 新聞資訊 >>行業新聞 >> 新型光導纖維傳輸速度達光速99.7%
详细内容

新型光導纖維傳輸速度達光速99.7%

新型光導纖維傳輸速度達光速99.7%

英國南安普頓大學的研究人員制作出一種新型光導纖維,能夠以99.7%的光速傳輸數據。

研究人員利用這種新型光導纖維實現了73.7Tbps的數據傳輸速度——大約相當于10TBps,較當今最先進的49Gb光導纖維快了1000倍,而且延遲率為降低。

真空中的光速299,792,458米/秒。但在其他介質中的速度通常會慢很多。在用石英玻璃制成的常規光導纖維中,光速會放慢31%。事實上,光在空氣中的傳輸速度反而快于玻璃,正因如此,南安普頓大學的研究人員才使用了一種幾乎完全填充空氣的中空光導纖維。

這并非研究人員首次嘗試制作中空光導纖維,但此前在碰到彎曲部位時遇到了困難。在普通的光導纖維中,玻璃或塑料材料有一定的折射率,可以引導光線在光導纖維內的走向,從而實現長距離傳輸。而如果移除玻璃或塑料,光線就會射向外部,導致信號立刻缺失。每段光導纖維中的玻璃和空氣的接觸面也會產生干擾,并限制整體的光頻帶寬。

研究人員通過徹底改進中空設計來克服了這個問題,使用了一種光子帶隙邊緣,以及遠好于常規光導纖維的延遲率,從而使得光線和數據的傳輸速度提升了31%。

為了實現73.7Tbps的傳輸速度,研究人員還使用波分復用來傳輸三個96信道的模式,每個信道的速度為256Gpbs。模分復用是一種新技術,涉及到空間濾波——通過偏振器來旋轉信號,以便使用更多的光導纖維。但無論如何,這是目前在實驗室中所能實現的最快的數據傳輸速度之一。

從實際應用角度來看,3.5dB/km的損耗完全可以接受,但短期內無法替代傳統的光導纖維。不過在數據中心和超級計算機互聯等短距離傳輸領域,這種光導纖維卻可以極大地提升速度,并改善延遲狀況。

新型光纖:可當太陽能電池 比頭發絲還細

最新一期《先進材料》雜志上刊登了這樣一則消息:來自賓夕法尼亞大學的一支科研團隊成功研制出一種比頭發絲還細,可以作為太能電池使用的硅光纖。據悉,這種光纖的主要功能不是用來傳遞或者使用能量,更多的是產生能量。將光纖轉化為太陽能電池的邏輯看似就有違正常思路,不過科研人員們卻完成了這項研究。

在他們早期的高壓化學技術開發中,嘗試了將太陽能電池材料的微粒一層一層地填入硅光纖的空隙中,結果這種微小的硅光纖竟然真的可以吸收太陽輻射并將其轉化成電能。

這次成功的嘗試另研究人員們感到無比興奮,據該團隊負責人說:“有了這種硅光纖,我們可以做很多之前想都不敢想的事,比如我們可以將材料塞進衣服里,借助衣物就能為設備充電,或者是用它制成化學傳感以及生物醫學設備!

新型光纖讓看3D電影不戴眼鏡成為可能

麻省理工學院的電氣工程師和材料科學家近日制造出一種神奇的光纖,用其編織成的柔性顯示屏可以播放3D圖像而觀眾不必佩戴特制眼鏡來觀看。該研究近期發表在《自然·光學》網站上。

說起3D立體顯示技術,我們會立即想起3D電影,呈現在眼前的立體效果令人有逼真的、身臨其境的感覺。但如今主流的3D立體顯示技術仍然不能使我們擺脫特制眼鏡的束縛,這使得其應用范圍以及使用舒適度都打了折扣,而且不少3D技術若長時間體驗,會讓觀眾產生惡心眩暈等感覺。于是,3D立體顯示能夠持續發展的動力,就落到了裸眼3D顯示技術這一前沿科技身上。

光纖的工作原理是,在發送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號,然后調制到激光器發出的激光束上,使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化,并通過光纖發送出去;在接收端,檢測器收到光信號后把它變換成電信號,經解調后恢復原信息。

擁有同樣工作原理的新光纖獨特之處在于,其纖維的纖芯嵌入了一個微小的液滴。當激光照射液滴時,會發生散射。纖芯的四周覆以多層不同光學性質的材料,發揮鏡子一樣的作用,這樣就可以有效地創造出360度的激光束。光纖纖芯的四周還有四個通道,灌入液晶,每條通道與兩個電極相連,通過改變施加在液晶上的電壓,可以改變其透明度。雖然結構如此復雜,但這種光纖研究人員可以把很多工作控制在一個“像素”的基礎上進行,即可以沿著纖維從頭到尾、從前到后制作出無數的激光點。換句話說,如果一個電視屏幕由這些纖維構成,這一邊可以顯示一個圖像,而另一側可以顯示不同的圖像。這樣坐在電視屏幕前的不同觀眾,可以看到完全不同的電視節目。同樣,觀眾不用戴3D眼鏡就可以觀看完美的3D影像,而且坐在電視屏幕后面的觀眾也能收看。

這種光纖的唯一缺點是,目前在每個光纖中還只能放入一滴液滴。研究人員正在設法讓液滴來回運動的速度足夠快,以形成多像素的效果。更值得注意的是,這種新纖維具有伸展性,可以制成數公里長。

新纖維可到達人體的任何部位,因此可以制成高度精確的醫療裝置。新光纖還可以應用于光動力療法,即利用光來激活藥物,光動力療法是目前唯一相對非侵入性的和無毒的治療癌癥的方法。的直徑僅為400微米(0.4毫米),而人的頭發的直徑為100微米,液晶顯示器的像素大約為300微米。

研究人員可以把很多工作控制在一個“像素”的基礎上進行,即可以沿著纖維從頭到尾、從前到后制作出無數的激光點。換句話說,如果一個電視屏幕由這些纖維構成,這一邊可以顯示一個圖像,而另一側可以顯示不同的圖像。這樣坐在電視屏幕前的不同觀眾,可以看到完全不同的電視節目。同樣,觀眾不用戴3D眼鏡就可以觀看完美的3D影像,而且坐在電視屏幕后面的觀眾也能收看。

這種光纖的唯一缺點是,目前在每個光纖中還只能放入一滴液滴。研究人員正在設法讓液滴來回運動的速度足夠快,以形成多像素的效果。更值得注意的是,這種新纖維具有伸展性,可以制成數公里長。

新纖維可到達人體的任何部位,因此可以制成高度精確的醫療裝置。新光纖還可以應用于光動力療法,即利用光來激活藥物,光動力療法是目前唯一相對非侵入性的和無毒的治療癌癥的方法。

轉載至科學中國

技术支持: 建站ABC | 管理登录
港式铁板炒饭赚钱吗 东方6+1开奖数据 喜乐彩中五个号多少钱 在线看股票行情 河北11选5专家预测 五分彩怎么买容易中 广东快乐10分最新开奖 股票查询60070 幸运快三导师计划反着买 湖南快乐十分官网 9月4日股票推荐