2. září 2025
3 Min Read
Nová vlákna „skleněné slámy“ by mohla zrychlit internet
Konstrukce kabelu, která posílá světlo vzduchem spíše než v pevném sklenici, by mohl snížit ztrátu signálu a zlevnit přenosy na dlouhé vzdálenosti
Typická optická vlákna se skládají z tenkých, pevných skleněných vodičů. Vyladění designu by jim mohlo umožnit přenášet více dat na delší vzdálenosti.
Zdroj Phillip Hayson/Science
Nový typ dutých optických vláken slibuje, že zvýší množství dat, která mohou být přenášena v každém skleněném řetězci, a aby tak učinila na delší vzdálenosti. To by mohlo pomoci zvýšit rychlejší a efektivitu telekomunikačních systémů.
Design, popsaný v Photonika přírody 1. září1Nahrazuje vlasový tenký drát pevného skla, které jsou typická vlákna vyrobena ze systému „skleněných brčka“, ve kterém je připevněno pět malých válců, z nichž každá obsahuje dva vnořené válce, na vnitřní okraj jednoho hlavního válce. Průměr každé trubice je jemně vyladěn takovým způsobem, že prostor může pojmout pouze světlo určitých vlnových délek. To znamená, že když je lehký puls vhodné vlnové délky poslán po duté centrální mezeře, zůstane tam, spíše než uniknout.
„Opravdu si myslíme, že by to mohlo být transformativní,“ říká spoluautor Francesco Poletti, výzkumník fotoniky a materiálů na University of Southampton ve Velké Británii.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
„Pokud lze nové vlákno vyrobit a nainstalovat snadno a ukáže se, že je odolný, může být výsledkem rychlejší a lepší klasický internet,“ říká Rod Van Meter, kvantový síťový inženýr na Keio University v Tokiu.
Vlákna, která obsahují duté skleněné zkumavky vnořené uvnitř druhého, mohou zabránit úniku světla.
Prof Francesco Poletti a Dr. Greg Jasion, University of Southampton
Vlákna budou vyrobena začínající společností s názvem Lumenisity, spin-off z Southamptonu, který koupil Microsoft v roce 2022. Typický skleněné vlákno se vyrábí roztavením kusu skla a poté ji natahuje, aby vytvořila pramen požadované tloušťky. Pro výrobu svých dutých vláken začínají vědci větší verzí jejich designu – měří průměr asi 20 centimetrů. Duty jsou během protahování pod tlakem, takže konfigurace zůstává stejná jako celá struktura je široká kolem 100 mikrometrů.
Vytváření spojení
Dutá optická vlákna různých vzorů již existují a našla specializované aplikace, například při propojení mnoha výpočetních jednotek v datových centrech, kde je rychlost v podstatě (světlo cestuje o 45% rychleji prostřednictvím dutých, vzduchem naplněných zkumavek než prostřednictvím masivního skla). Van Meter nazývá zvýšení rychlosti „dramatickou změnou, za kterou lidé budou platit spoustu peněz.“
Poletti říká, že zdokonaluje design více než deset let a že je to první, která by mohla ve skutečnosti nahradit vlákna v hlavních aplikacích. Optická vlákna, která nesou většinu světového internetového provozu, se za poslední čtyři desetiletí zlepšila. Ztrácí polovinu světla, které přenášejí asi každých 15 kilometrů – 20 km pro nejpokročilejší verze – hlavně proto, že je absorbována sklem. Poletti a design jeho kolegů ztrácí polovinu světla každých 33 km. To znamená, že stanice používané k posílení a opětovné přenosu signálů by mohly být umístěny dále od sebe, než v současné době. „Pokud přijde nová technologie a říká, že můžete přeskočit jednu budovu každé dvě nebo tři, je to velmi významná úspora nákladů,“ říká Poletti.
Kromě ořezávacích ztrát mohou dutá vlákna nést více než 1 000krát více energie a mohou tak učinit v širokém spektru vlnových délek-včetně jednofotonových pulzů viditelného spektrového světla, které se obvykle používají pro kvantové komunikační systémy. Běžná vlákna jsou obvykle účinná pouze na infračervených „telekomunikačních vlnových délkách“ přibližně 1,5 mikrometrů.
„Tento výsledek je pro kvantovou komunikační komunitu velmi zajímavý,“ říká Tracy Northup, experimentální fyzik na University of Innsbruck v Rakousku. Až dosud byla dutá vlákna neúměrně nákladná i pro laboratorní experimenty s malým měřítkem, dodává. „My ve výzkumné komunitě můžeme doufat, že zmenšená produkce může v budoucnu výrazně snížit ceny.“
Tento článek je reprodukován se svolením a byl poprvé publikováno 2. září 2025.
Je čas postavit se za vědu
Pokud se vám tento článek líbil, rád bych požádal o vaši podporu. Vědecký Američan sloužil jako obhájce vědy a průmyslu po dobu 180 let a právě teď může být nejkritičtějším okamžikem v této historii dvou století.
Byl jsem Vědecký Američan Předplatitel od svých 12 let a pomohlo to utvářet způsob, jakým se dívám na svět. Dejte mi vědět Vždy mě vzdělává a potěší a inspiruje pocit úcty pro náš obrovský, krásný vesmír. Doufám, že to také pro vás.
Pokud Přihlaste se k odběru Vědecký AmeričanPomáháte zajistit, aby naše pokrytí bylo soustředěno na smysluplný výzkum a objev; že máme zdroje na podávání zpráv o rozhodnutích, která ohrožují laboratoře po celé USA; a že podporujeme začínající i pracující vědce v době, kdy se hodnota samotné vědy příliš často nerozpoznala.
Na oplátku získáte základní zprávy, Upmasující podcastyBrilantní infografika, zpravodaje nemohu vynechatMust-Watch videa, náročné hrya nejlepší psaní a hlášení vědeckého světa. Můžete dokonce Darujte někomu předplatné.
Nikdy nebylo důležitější čas, abychom se postavili a ukázali, proč věda záleží. Doufám, že nás v této misi podpoříte.
