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突破固體材料限制實現遠距離通信 – 空氣光纖
2014-11-19
今年APS電子期刊中有一篇由馬里蘭大學（University of Maryland）Howard Milchberg研究團隊所發表『空氣光纖』的文章受到矚目，它與傳統光纖不同的地方在哪？
傳統光纖是一種傳送光的纖維，由玻璃或塑膠製成的纖維，一般分為高折射率的玻璃核心，外圍為低折射率的包覆，最外層才是塑膠批覆，核心包覆的折射率必須小於核心的折射率，在光纖內部傳播的光線會在高折射率與低折射率的邊界進行全反射前進通過光纖。而Howard Milchberg研究團隊也是使用一樣的概念，以一般空氣（相對外層具有較高折射率）當作核芯，低密度空氣（低折射率）為外層包覆，當光線通過便可以達到與傳統光纖同樣的傳輸方式。
如何製作低密度空氣呢？Howard Milchberg研究團隊使用四道強大的雷射脈衝射出形成正方形低密度的『外牆』，在雷射射出的軌跡上空氣會因為受熱膨脹降低密度，四道雷射中間的區域就成為高密度的空氣光纖核芯。空氣光纖的產生能維持幾毫秒的時間，對於光線的傳遞來說是足夠的。目前Howard Milchberg研究團隊實驗的情況下空氣光纖可在一公尺的距離獲得比以前強1.5倍的訊號，如果未來距離能增加到一百倍以上，訊號可能會增強許多，後續空氣光纖也將有許多應用：遠距離雷射通信、檢測高空空氣污染、雷射武器等等，比起傳統光纖便能擺脫固體材料的侷限，實現超遠距離的雷射通信。
圖片、資料來源：
Demonstration of Long-Lived High-Power Optical Waveguides in Air
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