南安普敦大学开发出可以实现光开关缓存的双核光纤

12/20/2012, 昨天出版的美国光学学会OSA下属刊物光学快报Optics Express(第20卷第28期29386-29394页 (2012))发表英国南安普顿大学光电研究中心ORC研究员和光子学创新制造RPSRC中心副主任Wei H. Loh博士关于纳米机械结构光纤的最新进展的文章。这种新型光纤具有两个相邻不到1微米的纤芯，当有外力施加到光纤上时光信号的一些基本性能会发生改变，从而可以大大改善数据处理能力，并可以具有一些全新的功能，比如成为电子器件中的传感器。
由于两个纤芯相邻很近并互相耦合，一个纤芯所受到的外力很容易对另一纤芯中传输的光子的物理性能带来改变。两个纤芯中的一个只要位置发生几个纳米的改变，如果两个纤芯原本的耦合足够大，光子会迅速从原来的纤芯跳到另一纤芯中。这将是第一次在实际的光纤中实现光开关的功能。Loh博士举例说，“想象一下在一个拥有两组铁轨的隧道中行驶的火车从一组铁轨快速切换到另一组铁轨上并保持同样方向和速率。”
这样结构的光纤还可以作为光子缓存使用，以往这是非常难以实现的。具体操作上通过把两个纤芯移近一点，就可以实现对光子传输时间的控制，从而实现光信号延迟或者缓存。对于要实现光路由来说，缓存功能是非常重要的。
根据光学快报的文章，这是类似的纳米微结构的双核光纤首次制造成功。以往只有其他种类的多核光纤。未来，Loh博士表示，他们还会通过在光纤中引入MEMS在这种光纤上开发更多功能。他希望有朝一日这种光纤可以替代硅基的MEMS芯片担任汽车，投影等许多领域的传感器使用，由于这种光纤可以拉制很长，还可以替代建筑物中部署的光纤光栅等传感器。
下图给出了南安普顿大学新的双核光纤的结构示意。左下角的小图是光纤横截面的示意。大图是双纤芯结构的放大示意。如图可以看出两个纤芯相距0.9微米，每个纤芯的直径大约0.5微米，高度1.29微米。南安普敦的介绍说这种光纤通过特定形状的预制棒加热拉伸制成。双纤芯结构已经制造在预制棒中。

这一研究结果还将在明年OFC/NFOEC上进行介绍。