В ИХВВ РАН создали новое оптоволокно с рекордно низкими потерями — 0,79 дБ/м при длине волны 10,6 мкм

Учёные из Института химии высокочистых веществ имени Г. Г. Девятых РАН (ИХВВ РАН, Нижний Новгород) создали оптическое волокно с рекордно низкими потерями энергии. По словам специалистов ИХВВ РАН, потери энергии, влияющие на мощность лазерного излучения, оказались в пять раз меньше предыдущего рекорда.

Новая разработка позволит создавать более мощные и точные лазеры для микрохирургии, а также высокочувствительные сенсоры для мониторинга углекислого газа, метана, аммиака и других веществ в воде и воздухе. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в журнале Optics and Laser Technology.

Оптическое волокно — это тонкая стеклянная нить для передачи света на большие расстояния. Используется в интернет-сетях, телевидении и защищённой передаче данных. Инфракрасные волокна применяются в лазерах для офтальмологических и нейрохирургических операций, обеспечивая точность и безопасность благодаря отсутствию зеркал. Наиболее перспективны длины волн 9,3 и 10,6 мкм, применяемые в медицине и промышленности.

Для волокон подходят стёкла на основе селена и теллура, пропускающие нужный спектр света. Однако внутри стержня образуются микрокристаллики, рассеивающие свет и вызывающие высокие оптические потери. Типичные потери в волокнах на основе теллурида германия составляют около 10 дБ/м, что в 50 тысяч раз выше, чем в стандартном волокне. Рекордные значения не опускаются ниже 3 дБ/м.

Учёные ИХВВ РАН преодолели озвученный барьер и разработали волокно из стекла на основе теллурида германия с добавлением йодида серебра. Чтобы создать такое волокно специалисты усовершенствовали три ключевых этапа производства оптоволокна:

оптимизировали химический состав стекла, что повысило устойчивость волокна