1/30/2019,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）的研究人員開發(fā)出一種光纖，可以檢測出與之接觸的材料或液體。這項工作剛剛在《Nature Communications》上發(fā)表。

如EPFL所述，光纖已有一段時間用作檢測溫度變化的傳感器，如溫度計和壓力，如“人工神經”。該技術在諸如橋梁和天然氣管道的結構監(jiān)測中特別有用。

EPFL研究人員現在提出了一種新方法，使光纖能夠識別它們是否與液體或固體接觸。這是通過在光纖內的激光束的幫助下簡單地產生聲波來實現的。該研究在位于工程學院由LucThévenaz運營的光纖光學組（GFO）進行。

通過玻璃的光傳輸根據四個參數而變化：強度，相位，偏振和波長。當光纖被拉伸或溫度變化時，這些參數會發(fā)生變化，通過檢測結構中的裂縫或異常溫度，使光纖像傳感器一樣工作。

圖1 EPFL研究的共同作者Desmond Chow

但到目前為止，在光纖中不逸出光纖，不破壞光纖原來的路徑的情況下，還不可能確定光纖周圍發(fā)生了什么。EPFL開發(fā)的方法在光纖內部產生的聲波。它是一種高頻波，經常從光纖外面的墻壁反射回來。根據波接觸的材料的不同，這種回波在不同的位置變化。

這些回波在光束上留下印記，當光束射出光纖時可以讀取光束，從而可以繪制光纖的周圍環(huán)境。這種印記非常微弱，幾乎不會干擾光纖內傳播的光束。該方法可用于感測光纖周圍發(fā)生的事情并同時發(fā)送基于光調制的信息。

研究人員先將光纖浸入水中，然后浸入酒精中，最后將它們放在空氣中。每次，他們的系統(tǒng)都能夠正確識別周圍環(huán)境的變化。“我們的技術可以檢測漏水，以及與光纖接觸的流體的密度和鹽度，有許多方面有潛在的應用”，Thévenaz說。

通過簡單的基于時間的方法，可以定位周圍環(huán)境中的這些變化�！懊總�波脈沖都會產生一點時滯。這種延遲反映在光束到達時。如果沿途有任何干擾，我們都可以看到它們是什么，并確定它們的位置”，Thévenaz說，“目前，我們可以將干擾定位在十米的誤差左右，未來我們有技術手段將精度提高到一米。”

在光纖中使用聲波的想法最初來自以色列巴依蘭大學的團隊合作伙伴，預計將開展聯(lián)合研究項目。該研究由瑞士國家科學基金會（SNSF）資助。

來源：36氪