ابتكر باحثو المعهد الفيدرالي للتقنية في لوزان طريقةً تساعد الألياف البصرية على تحديد طبيعة المواد الملامسة لها سواء كانت صلبة أم سائلة وذلك من خلال توليد موجة صوتية بمساعدة الأشعة الضوئية داخل الألياف. وأجرى الدراسة فريق الألياف البصرية بقيادة لوك ثيفيناز في كلية الهندسة، ونشرت في دورية نيتشر كوميونيكيشنز.
حساس لا يعوق الضوء
تصنع الألياف الضوئية من الزجاج ولا تزيد ثخانتها عن ثخانة الشعر، وتنقل الضوء وتحافظ على أربعة صفات له هي الشدة والطور والاستقطاب وطول الموجة. إلا أن هذه الصفات تتغير عندما تتمدد الألياف أو تتغير درجة الحرارة فتعمل الألياف في هذه الحالة كحساسات تكتشف التصدعات ودرجات الحرارة غير الطبيعية. لكن حتى وقتٍ قريب لم يكن ممكنًا تحديد ما يحدث حول الألياف دون خروج الضوء منها وهذا يمنع نقله.
طور باحثو العهد الفيدرالي للتقنية في لوزان طريقةً تستخدم موجات صوتية تُوَلَد داخل الألياف. وتمتاز هذه الموجات بترددها العالي، وتصطدم بجدران الألياف بانتظام. ويتباين هذا الصدى باختلاف المكان بناء على المادة التي تصطدم بها الموجات. ويترك الصدى بصمات على الضوء يمكن اكتشافها عندما يخرج شعاع الضوء من الألياف، ما يساعد في تحديد طبيعة المواد المحيطة بها. وهذه البصمات ضعيفة جدًا لا تعوق نقل الضوء. ويمكن استخدام هذه الطريقة في معرفة ما يحدث حول الألياف وإرسال معلومات باستخدام الضوء في الوقت ذاته.
وغمر الباحثون الألياف في الماء ثم في الكحول وبعد ذلك وضعوها في الهواء. ونجح نظامهم في تحديد ما يحيط بالألياف في كل مرة. وقال ثيفيناز «تساعد تقنيتنا في اكتشاف تسريب المياه بالإضافة إلى كثافة السوائل التي تحيط بالألياف وملوحتها أيضًا.»
الكشف الزماني والمكاني
تكتشف التغيرات في البيئة المحيطة بالألياف بفضل طريقة بسيطة تعتمد على الوقت. وقال ثيفيناز «يحدث تأخير بسيط بين كل دفعة من الموجات. وينعكس هذا التأخير على وصول أشعة الضوء. فإن وجدت أي عوائق في مسار الضوء، نستطيع تحديد طبيعتها ومكانها.» وأضاف «نستطيع حاليًا تحديد العوائق في مدى يبلغ عشرة أمتار، وتمنحنا إمكانياتنا التقنية الحالية إمكانية زيادة المدى بمعدل متر إضافي.»
المصدر : https://wp.me/p70vFa-rdJ
