Νέες τεχνολογίες

Οπτικές ίνες από ..... αέρα

"Καλώδια" οπτικών ινών από… αέρα δημιούργησαν για πρώτη φορά Αμερικανοί ερευνητές, πράγμα που μπορεί να επιτρέψει μελλοντικά την μετάδοση δεδομένων από και προς δυσπρόσιτα μέρη, όπου είναι πολύ δύσκολο να τοποθετηθούν συμβατικές στερεές οπτικές ίνες, π.χ. μέσα σε πυρηνικούς αντιδραστήρες ή στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας.

Στην ουσία, οι επιστήμονες βρήκαν έναν τρόπο να κάνουν τον αέρα να συμπεριφέρεται σαν οπτική ίνα. Αν και σε αρχικό ακόμη στάδιο ανάπτυξης, η πρωτοποριακή τεχνολογία ανοίγει νέες δυνατότητες επικοινωνίας, επιτρέποντας στο μέλλον την τοποθέτηση οπτικών καλωδίων οπουδήποτε στη Γη - ή στο διάστημα.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή φυσικής και μηχανικής Χάουαρντ Μίλτσμπεργκ του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό οπτικής "Optica", σύμφωνα με το "New Scientist", κατάφεραν να δημιουργήσουν μια απομίμηση καλωδίου οπτικής ίνας στον αέρα, με τη χρήση των λεγόμενων οδηγών κύματος ή κυματοδηγών.

Ενώ οι συμβατικές οπτικές ίνες κατασκευάζονται από δύο διαφανή υλικά που παγιδεύουν και επιβραδύνουν το φως που μεταφέρει δεδομένα, όταν αυτό περνάει διαμέσου τους, κατευθύνοντάς το έτσι σε συγκεκριμένα σημεία, οι ερευνητές δημιούργησαν, με τη βοήθεια τεσσάρων ισχυρών δεσμών λέιζερ, έναν "δακτύλιο" αέρα χαμηλής πυκνότητας γύρω από έναν πυρήνα πιο πυκνού αέρα. Το φως κινείται γύρω από αυτό τον πυκνό αέρινο πυρήνα, σαν να βρίσκεται περιορισμένο από αόρατα αέρινα τοιχώματα μέσα σε μια οπτική ίνα.

Το αέρινο "καλώδιο" διαρκεί απειροελάχιστα κλάσματα του δευτερολέπτου, αλλά ο χρόνος αυτός είναι αρκετός για να σταλεί ένα σήμα. Αν το ίδιο σήμα στελνόταν απλώς μέσω του αέρα -και όχι μέσω της "αέρινης οπτικής ίνας"- τότε το φως θα διασκορπιζόταν και το σήμα θα εξασθενούσε.
Μέχρι στιγμής οι ερευνητές έχουν δοκιμάσει τέτοιες αέρινες "ίνες" σε μια ακτίνα ενός μέτρου, επιτυγχάνοντας να μεταδώσουν σήμα κατά 50% πιο ισχυρό από ό,τι αν μεταδιδόταν στην ίδια απόσταση μόνο μέσω του αέρα (χωρίς το "καλώδιο"). Υπολογίζεται ότι αν καταστεί εφικτή η μετάδοση σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση, π.χ. 1.000 μέτρων, μέσω μιας τέτοιας αέρινης "ίνας", τότε το σήμα θα είναι 1.000 φορές ισχυρότερο από ό,τι αν είχε μεταδοθεί απλώς στον ανοικτό αέρα (καθώς όσο μεγαλώνει η απόσταση, τόσο πιο πολύ διασκορπίζεται το φως, άρα το οπτικό σήμα εξασθενεί ολοένα περισσότερο).

Οι ερευνητές μπόρεσαν επίσης όχι μόνο να στείλουν ένα σήμα μέσω του αέρινου "καλωδίου", αλλά και να λάβουν σήμα δια της ιδίας οδού. Οι δυνητικές πρακτικές εφαρμογές είναι ποικίλες, όπως επικοινωνίες λέιζερ μεγάλων αποστάσεων, ανίχνευση ρύπανσης στην ατμόσφαιρα, δημιουργία υψηλής ανάλυσης τοπογραφικών χαρτών μέσω LIDAR (ένα είδος ραντάρ που χρησιμοποιεί λέιζερ αντί για ραδιοκύματα), νέου τύπου όπλα λέιζερ κ.α.

Πρώτα όμως, οι ερευνητές πρέπει να αποδείξουν ότι όντως αυτοί οι αέρινοι "κυματοδηγοί" μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αποστάσεις τουλάχιστον 50 μέτρων. Αν αυτό συμβεί, τότε πράγματι ανοίγει μια γκάμα πολλών δυνατοτήτων για το μέλλον.
Σύνδεσμος: Για την πρωτότυπη επιστημονική εργασία (με συνδρομή) στη διεύθυνση:
http://www.opticsinfobase.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-1-1-5