Las fibras ópticas hacen que Internet funcione. Son finos hilos de vidrio, tan delgados como un cabello humano, producidos para transmitir luz. Las fibras ópticas transportan miles de Giga bits de datos por segundo en todo el mundo y viceversa. Las mismas fibras también guíanondas de ultrasonido, algo similares a las utilizadas en imágenes médicas.
Estos dos fenómenos de onda, óptica y ultrasónica, poseen atributos que son fundamentalmente diferentes. Las fibras están diseñadas para seguir propagando la luz estrictamente dentro de una región central interna, ya que cualquier luz que penetre fuera de esta región representa la pérdida de una señal preciosa.En contraste, las ondas ultrasónicas pueden alcanzar los límites exteriores de las fibras y sondear sus alrededores.
La intuición, y gran parte de la capacitación impartida en las clases básicas de pregrado en mecánica y óptica, instruye a considerar las ondas de luz y sonido como entidades separadas y no relacionadas. Pero esta perspectiva es incompleta. La luz de propagación puede impulsar las oscilaciones de las ondas ultrasónicas, como siera una especie de transductor, debido a las reglas básicas del electromagnetismo. Del mismo modo, la presencia de ultrasonido puede dispersar y modificar las ondas de luz. Las ondas de luz y sonido pueden interactuar / afectarse entre sí y no son necesariamente separadas y no relacionadas.
El campo de investigación de la opto-mecánica está dedicado al estudio de esta interacción. Tales estudios, especialmente en fibras, pueden ser muy útiles y dar resultados sorprendentes. Por ejemplo, a principios de este año, grupos de investigación en la Universidad de Bar-Ilan, Israel yEPFL, Suiza, desarrolló protocolos de detección que permiten que las fibras ópticas "escuchen" fuera de una fibra óptica donde no pueden "mirar", basándose en una interacción entre las ondas de luz y el ultrasonido. Al lanzar ondas de luz en un solo extremo de una fibra de telecomunicaciones estándar,la configuración de la medición podría identificar y mapear medios líquidos a lo largo de varios kilómetros. Estos hallazgos se publicaron en dos artículos en la revista Comunicaciones de la naturaleza .Dichos métodos pueden servir en oleoductos y gasoductos, monitoreo de océanos y lagos, estudios climáticos, plantas de desalinización, control de procesos en industrias químicas y más.
Los efectos mutuos de las ondas de luz y sonido que se propagan conjuntamente en una fibra continúan atrayendo interés y atención. En un artículo recién publicado en la revista Letras de Física Aplicada - Fotónica , el grupo de investigación del Prof. Avi Zadok, de la Facultad de Ingeniería e Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados de la Universidad de Bar-Ilan, llevó este estudio un paso más allá. El grupo construyó un espectrómetro distribuido, un protocolo de medición que puede mapear la energía localniveles de múltiples componentes de ondas ópticas en muchos kilómetros de fibra ". Las mediciones revelan cómo la generación de ondas ultrasónicas puede mezclar estas ondas ópticas juntas. En lugar de propagarse independientemente, las interacciones opto-mecánicas conducen a la amplificación de ciertas ondas ópticas, yla atenuación de los demás, de manera complicada. Sin embargo, la dinámica compleja observada se explica completamente por un modelo correspondiente ", dijo Zadok.
El informe de Zadok y los estudiantes de doctorado Yosef London, Hagai Diamandi y Gil Bashan se destaca en la revista como "Selección del editor". Esta nueva visión de la opto-mecánica de las fibras ópticas ahora se puede aplicar a los sistemas de sensores de mayor alcance, mayor resolución espacial y mejor precisión para ayudar, por ejemplo, en la detección de fugas en embalses, presas y tuberías.
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Materiales proporcionado por Universidad de Bar-Ilan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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