液体填充光纤设计可实现更可靠的数据传输

前者能将光脉冲传输到更远的距离,但如果弯曲或拉伸就非常容易断裂。后者适用于较短的距离如在建筑物内,它虽然更容易弯曲但拉伸仍会导致它断裂。

液体填充光纤设计可实现更可靠的数据传输

为了寻求一种替代方案,瑞士Empa研究所的研究人员开发了一种光纤,该光纤由连续的液体甘油芯和透明含氟聚合物护套组成。

“纤维的两种成分必须在200至300摄氏度的高压下一起通过喷丝器,”这项研究的首席科学家Rudolf Hufenus说道,“因此,我们需要一种具有合适折射率和最低蒸汽压的液体来生产纤维。”

这种光纤以光脉冲的形式传输数据的能力跟固体塑料光纤差不多,另外它还拥有更高的抗拉强度–换句话说,它能明显更好地承受拉伸。

液体填充光纤设计可实现更可靠的数据传输

另外,如果纤维被拉伸它的颜色会发生变化。这是由于同样数量的甘油仍存在于纤维中,但由于液体扩散的距离更长,其中的红色染料粒子彼此之间的距离就会更远。因此,通过护套发出的光的颜色会发生微妙的变化。这种颜色的变化可以用光学传感器测量从而让用户知道光纤–以及装有光纤的设备–正在伸长或受到拉伸载荷。

不过当纤维被剪到所需的长度时甘油会不会漏出来了呢?“在正常情况下,由于毛细力的作用,液芯被保留在纤维内部;然而当对纤维施加压力时,液体可以被压出纤维尖端,”Hufenus指出,“这可以通过用热刀片密封纤维端来防止。”

最终,研究人员希望这种光纤不仅可以用于不那么脆弱的数据传输,还可以用于微电机或微液压系统的力传输。

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