गोल की तुलना में 1,000 गुना ज्यादा संवेदनशील चपटा ऑप्टिकल फाइबर

स्वीडन के केटीएच रॉयल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और ब्रिटेन के साउथैम्प्टन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक चपटा, रिबन के आकार का सिलिका ऑप्टिकल फाइबर बनाया है। यह दबाव और तापमान पर सामान्य गोल फाइबर से कहीं ज्यादा तेजी से प्रतिक्रिया करता है। हाई एस्पेक्ट रेशियो फ्लैट फाइबर (HARFF) नाम के इस नए मंच ने एक तुलना में दबाव संवेदनशीलता में 1,000 गुना तक की बढ़त हासिल की। टीम एक ही प्रायोगिक प्रीफॉर्म से 120 मीटर (394 फुट) से अधिक यह फाइबर पहले ही खींच चुकी है।

ऑप्टिकल फाइबर सेंसर यह देखकर काम करते हैं कि जब फाइबर को खींचा, दबाया या गर्म किया जाता है तो कांच से गुजरने वाली रोशनी कैसे बदलती है। सामान्य फाइबर बेलनाकार होता है, जो इसकी लंबाई के साथ लगने वाले बलों पर तो अच्छी प्रतिक्रिया देता है, पर किनारों से आने वाले दबाव पर कमजोर प्रतिक्रिया देता है। इसके बजाय शोधकर्ताओं ने शुरू से ही HARFF को चपटी संरचना के रूप में बनाया, जिसका चौड़ाई-मोटाई अनुपात 20:1 के करीब है। इससे इसकी चौड़ाई, मोटाई और भीतरी हवा की नलियों को अलग-अलग समायोजित कर यह नियंत्रित किया जा सकता है कि यह कहां और कैसे मुड़े।

दबाव सेंसर के लिए, फाइबर के भीतर से गुजरने वाली दो लंबी हवा की नलियां दबाव पड़ने पर फाइबर को असमान रूप से मोड़ देती हैं, जिससे बाइरिफ्रिंजेंस नामक एक प्रकाश गुण बदल जाता है। टीम ने इसे कांच में उकेरी गई दो फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग्स से मापा। 0.40 मेगापास्कल तक के दबाव कक्ष में जांचे गए इस सेंसर ने प्रति मेगापास्कल 31.6 रेडियन तक की दबाव संवेदनशीलता हासिल की — शोधकर्ताओं के अनुसार यह अंडाकार क्रोड वाले तुलनीय गोल फाइबर से 1,000 गुना तक अधिक है।

दूसरे संस्करण में एक भीतरी नली को टिन-आधारित मिश्रधातु से भरा गया। इसका ऊष्मीय प्रसार गुणांक करीब 23 × 10⁻⁶ प्रति केल्विन है, जो सिलिका के करीब 0.5 × 10⁻⁶ प्रति केल्विन से कहीं अधिक है। इसने उसी मंच को तापमान सेंसर में बदल दिया, जिसकी तापमान क्रॉस-संवेदनशीलता दबाव रीडिंग के 1% से भी कम रही। केटीएच शोधकर्ता पावेल मानिएव्स्की ने कहा, "यह सिर्फ अलग दिखने वाला फाइबर नहीं है, यह ऑप्टिकल फाइबर के लिए एक नया डिज़ाइन क्षेत्र है। आकार बदलकर, हम कांच को ही आसपास की भौतिक दुनिया के प्रति कहीं अधिक संवेदनशील बना सकते हैं।"