Исследователи из шведского Королевского технологического института и британского Саутгемптонского университета разработали плоское ленточное оптоволокно HARFF (High Aspect Ratio Flat Fiber). Оно реагирует на физические воздействия до 1000 раз чувствительнее традиционных цилиндрических световодов. Команда уже вытянула более 120 метров волокна из одной заготовки.
Секрет технологии заключается в геометрии: заготовка формируется как плоская лента с соотношением сторон до 20:1. Это позволяет инженерам независимо проектировать внутренние каналы, воздушные полости и положение волновода, определяя зоны изгиба и сопротивления стекла.
Для создания датчика давления команда разработала два вытянутых воздушных канала. При их деформации возникает асимметричное напряжение, которое меняет двулучепреломление стекла. Оптический резонатор из двух одинаковых волоконных брэгговских решеток сдвигает интерференционную картину пропорционально давлению.
Испытания при 0,40 МПа показали чувствительность до 31,6 радиан/МПа, что на три порядка выше, чем у круглого волокна. Температурная перекрестная чувствительность составляет менее 1% от давления. Для измерения температуры внутренний канал заполнили оловянным сплавом, коэффициент теплового расширения которого в 46 раз выше, чем у кремнезема.
На данный момент HARFF является лабораторным образцом с оптическими потерями около 0,16 дБ/м. Разработчики планируют улучшить контроль формы и снизить потери, чтобы встроить волокна в крылья дронов, мосты, промышленные конструкции и батареи.
