新開發公分等級之螺旋聚合物光纖,可望促進實現次世代大容量高速光通訊

 

刊登日期:2020/8/17
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日本千葉大學在與英國聖安德魯斯大學的國際共同研究中,創造出世界第一個公分等級之光學渦旋(Optical Vortex)穩定進行空間傳導的「螺旋聚合物光纖」,將可望大幅促進實現大容量光通訊之次世代光纖的實用化。

研究團隊利用非繞射光學渦旋照射在光硬化樹脂,使其硬化而形成較長的光纖。由於非繞射光學渦旋具有非繞射性與聚焦深度,利用這些性質即形成了長光纖。從擴大圖中可以看到形成的光纖呈現螺旋狀,這是因為非繞射光學渦旋的軌道角動量(Orbital Angular Momentum)被轉移,光纖扭轉所造成的。

目前透過光照射形成之螺旋光纖長度最多僅有140μm,但在此次實驗中形成的光纖長度最大超過1cm,是世界首次成功地僅以光照射就製作出公分等級的長螺旋光纖,且已確認螺旋光纖具有良好的光傳播性能。

實驗中使用了波長532nm的雷射,以開口數0.4、倍率20的顯微鏡對物鏡,利用螺旋型相位板與錐形透鏡產生的非繞射光學渦旋(Bessel Beam)對光硬化樹脂進行照射。

此項實驗係利用了「自行形成光波導(Self-forming Optical Waveguides)」的自我組織化現象。光硬化樹脂在光硬化的同時,折射率隨之上升,像是將光封閉在透鏡中的形態。結果顯示,光未在硬化的樹脂中產生折射而穩定地傳導,且更進一步地促進了光硬化。而樹脂在這樣的過程中成長為光纖。


資料來源: http://www.chiba-u.ac.jp/others/topics/info/post_898.html
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