Ученые Научного центра волоконной оптики РАН создали прототип оптоволоконных источников света, способных работать в космосе и не разрушаться под действием перепада температуры и радиации. Результаты исследования опубликованы в Journal of Lightwave Technology, популярно об открытии рассказывает РИА Новости.

Поясняется, что оптическое волокно представляет собой нити из пластика или стекла, способные проводить не электричество, как обычные металлические провода, а пучки света. Как правило, его нити состоят из двух слоев – светопроводного сердечника и окружающей его оболочки из другого прозрачного материала, который обладает чуть меньшим индексом преломления, чем сердцевина. Благодаря этому оптоволокно может захватывать и заставлять двигаться свет в четко заданном направлении, препятствуя его переходу во внешнюю среду через стенки нити. К недостаткам оптоволокна, которые ученые пока не смогли решить полностью, относится  низкая радиационная стойкость и высокая чувствительность к перепадам температур.

Оптоволокно также используется в качестве рабочего тела для волоконных лазеров. Чтобы превратить обычное оптоволокно в лазер, необходимо закрыть его с двух сторон полупрозрачными зеркалами, допированными атомами различных редкоземельных элементов, которые будут взаимодействовать с закачиваемым в него светом и превращать его в импульсы лазерного излучения нужной длины и мощности. 

Исследования показали, что оптические волокна, наполненные большим количеством атомов висмута и некоторых других веществ, обладают похожими свойствами. Группа ученых под руководством Сергея Фирстова проверила, имеет ли волокно такого типа общий недостаток многих подобных излучателей — низкую радиационную стойкость и высокую чувствительность к перепадам температур.

Ученые поместили катушку с подобным оптическим волокном внутрь специальной камеры, где поддерживались низкие температуры и высокий уровень радиации. По сути, внутри нее имитировались такие же условия, в которых находился бы подобный источник света, если бы он работал на борту спутника в космосе на протяжении десяти лет.  Как показали эти опыты, висмутовые волокна спокойно переносят подобную радиационную нагрузку, и при этом выдерживают перепады температур от минус 60 до плюс 60 градусов Цельсия. Это позволяет применять разработку российских ученых для создания систем связи и других космических приборов.