Создан источник излучения, который может работать даже в открытом космосе

Российские ученые создали источник инфракрасного излучения на основе висмутовых стеклянных волокон. Он может использоваться на околоземной орбите. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Статья об исследовании опубликована в Journal of Lightwave Technology.

Оптическое волокно – это нить из оптически прозрачного материала (как правило, стекла или пластика), которая может переносить внутри себя электромагнитное излучение видимого диапазона. Это происходит благодаря тому, что свет, введенный в такую нить, не выходит за ее пределы, а распространятся внутри нее. Самое массовое применение оптического волокна – это передача интернет-сигнала. Кроме этого, оптическое волокно используется для создания датчиков, лазеров, источников света и других устройств.

Исследователи из Научного центра волоконной оптики РАН разработали новый источник инфракрасного излучения, который состоит из оптических волокон, содержащих ионы висмута. Такой источник может излучать в ранее недоступных областях инфракрасного спектра и открывает новые практические возможности для самых разных сфер науки и техники. Его можно будет применять в экстремальных условиях: при длительном воздействии радиоактивного излучения и низких температур, близких к космическим.

Исследование проводилось в несколько этапов. На первом из них ученые НЦВО РАН совместно с Институтом химии высокочистых веществ РАН (ИХВВ РАН) синтезировали висмутовые волоконные световоды. Для этого авторы работы осаждали материал будущего волокна из газовой фазы на подложку, в данном случае – на поверхность кварцевой трубы. В ходе второго этапа они создали источник инфракрасного излучения на основе волокон висмута. Основой источника стала уже существующая конструкционная схема с использованием коммерчески доступных компонентов.

На следующем этапе ученые совместно с коллегами из НИЦ «Курчатовский институт» исследовали, как на характеристики источника влияют низкие температуры и радиационное излучение, воздействию которых может подвергнуться материал, находясь на околоземной орбите в течение длительного времени. Они выяснили, что разработанный ими источник излучения продолжает работать при температурах от —60 до +60 ⁰C и при воздействии интенсивного радиоактивного гамма-излучения (электромагнитных волн очень малой длины с высокой поражающей способностью). Отдельно исследователи разработали модель работы висмутового оптического волокна. Она позволила установить критические значения температуры и интенсивности гамма-излучения, при достижении которых начинают ухудшаться его эксплуатационные характеристики.

«Мы выявили основные параметры, приводящие к снижению радиационной стойкости висмутовых оптических волокон. Также мы выработали основные принципы, соблюдение которых позволит улучшить их характеристики», – говорит руководитель гранта, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник НЦВО РАН Сергей Фирстов.

Результаты исследований показывают, что висмутовые волокна и устройства на их основе можно использовать в экстремальных условиях. Также полученные данные могут послужить основой для создания оптоволоконных устройств с улучшенными характеристиками, что позволит повысить скорость интернет-соединения.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.