Fibras ópticas vazadas prometem grande impulso para infraestrutura de internet

Fibras ópticas, a tecnologia fundamental para transferência de dados em alta velocidade, podem receber um aumento significativo de desempenho esvaziando seu centro, descobriram pesquisadores da Universidade de Southampton.

As fibras ópticas, feitas de vidro de sílica, há muito tempo são o meio de transmissão preferido para comunicações ópticas de alta velocidade, bem como para outros usos, como detecção de instalações de petróleo e gás, monitoramento estrutural para ferrovias e pontes e endoscópios médicos.

Devido ao espalhamento da luz dentro do vidro, uma fração da potência transmitida é perdida, um processo conhecido como atenuação. Essa perda de energia piora à medida que o comprimento de onda da luz é encurtado. Essa maior perda de transmissão através da fibra representa uma séria limitação ao desempenho de todos os aplicativos que exigem comprimentos de onda mais curtos.

Os pesquisadores agora demonstraram que orientar a luz através de fibras cheias de ar oferece uma maneira potencial de superar esse limite de atenuação definido pelo espalhamento do vidro.

Eles criaram três fibras de núcleo oco diferentes, com perdas comparáveis ​​ou inferiores às alcançadas em fibras de vidro sólidas em torno de comprimentos de onda tecnologicamente relevantes de 660, 850 e 1060 nanômetros.

A menor atenuação em uma fibra que guia a luz através do ar oferece o potencial para avanços nas comunicações quânticas, transmissão de dados e fornecimento de energia do laser, acredita a equipe.

O professor Francesco Poletti, da Universidade de Southampton, disse: “Muitos tipos alternativos de vidro e tecnologias de guia de ondas foram investigados desde os anos 1970 para tentar resolver este problema, mas sem sucesso.”

“Nossas descobertas mostram que as fibras de núcleo oco têm o potencial de superar as fibras ópticas atuais em vários comprimentos de onda usados ​​na tecnologia óptica hoje. Eles não apenas têm atenuação mais baixa, mas também podem suportar intensidades de laser mais altas, como aquelas necessárias para derreter rochas e perfurar poços de petróleo, bem como produzir lasers mais eficientes para a fabricação. ”

As fibras de núcleo oco também podem transmitir pulsos de laser não distorcidos com níveis de potência de pico tão altos que seriam inutilizáveis ​​se transmitidos por fibras de vidro padrão e preservam a polarização da luz necessária para produzir sensores e endoscópios de imagem mais precisos.

As fibras de núcleo oco estão em desenvolvimento há uma década e funcionam confinando a luz no vazio central, graças às finas membranas de vidro que envolvem o núcleo.

Suas primeiras fibras tinham atenuações de 5dB, ou cerca de 30% da transmissão de luz, para cada metro de fibra. O desenvolvimento contínuo permitiu à equipe produzir fibras que melhoram isso por um fator de 10.000, alcançando uma atenuação de apenas 5dB a cada 10 quilômetros.

O professor Poletti continuou: “A tecnologia que estamos desenvolvendo tem o potencial de sustentar o desenvolvimento de data centers mais rápidos com atrasos mais curtos para o usuário final, giroscópios mais precisos para missões interplanetárias, fabricação mais eficiente baseada em laser, para citar apenas alguns.”

A equipe acredita que seus novos cabos podem permitir uma infraestrutura de Internet mais rápida e confiável, com largura de banda maior do que os cabos atuais permitem.