La investigación sobre la mejora de las fibras ópticas es clave para permitir el progreso en numerosas aplicaciones fotónicas. Sobre todo, mejorarían el rendimiento de Internet, que depende en gran medida de las fibras ópticas para la transmisión de datos, donde la tecnología actual está empezando a alcanzar sus límites.

Una pequeña parte de la luz que se lanza a una fibra óptica se refleja hacia atrás mientras se propaga, en un proceso conocido como retrodispersión. Esta retrodispersión suele ser muy indeseable, ya que provoca la atenuación de las señales que se propagan por la fibra óptica y limita el rendimiento de muchos dispositivos basados en la fibra, como los giroscopios de fibra óptica que navegan en aviones, submarinos y naves espaciales.

Sin embargo, la capacidad de medir con fiabilidad y precisión la retrodispersión puede ser beneficiosa en otros casos, como la caracterización de los cables de fibra instalados, en los que la retrodispersión se utiliza para supervisar el estado de un cable e identificar la ubicación de cualquier rotura en su longitud.

La última generación de fibras huecas antirresonantes sin nódulos (NANF), de la que es pionera el programa de investigación LightPipe, dirigido por Southampton, y que se ha aplicado a nuevos campos de aplicación dentro del programa Airguide Photonics, presenta una retrodispersión tan baja que hasta ahora no se podía medir.

Para resolver este problema, los investigadores del Centro de Investigación en Optoelectrónica (ORC) de la Universidad de Southampton se asociaron con sus colegas del Centro de Óptica, Fotónica y Láseres (COPL) de la Universidad Laval de Quebec, especializados en la investigación de instrumentación óptica de alta sensibilidad.

Desarrollaron un instrumento que permitió al equipo medir de forma fiable las señales extremadamente débiles retrodispersadas en las últimas fibras de núcleo hueco fabricadas por el ORC, confirmando que la dispersión es más de cuatro órdenes de magnitud menor que en las fibras estándar, de acuerdo con las expectativas teóricas.

El profesor Radan Slavik, jefe del Grupo de Señales Ópticas Coherentes del ORC, afirma: "Soy muy afortunado de trabajar en el ORC, donde la investigación a largo plazo y de vanguardia mundial de mis colegas de diseño y fabricación ha dado lugar a las fibras de núcleo hueco de menor pérdida y mayor longitud jamás fabricadas. Mi trabajo se ha centrado en la medición de las propiedades únicas de estas fibras, lo que a menudo supone un reto y requiere colaboraciones con grupos líderes mundiales en mediciones, como el National Physical Laboratory del Reino Unido, y en instrumentación, como la Université Laval".

El Dr. Eric Numkam Fokoua, que llevó a cabo el análisis teórico en el ORC para respaldar estos resultados, afirma: "La confirmación experimental de nuestra predicción teórica de que la retrodispersión es 10.000 veces menor en nuestras últimas fibras huecas que en las fibras estándar totalmente de vidrio demuestra su superioridad para muchas aplicaciones de fibra óptica.

"Además, la capacidad de medir niveles de señal de retrodispersión tan bajos también es fundamental para el desarrollo de la propia tecnología de las fibras huecas, ya que proporciona una vía crítica para la detección de fallos distribuidos en las fibras huecas fabricadas y en los cables, tal y como se necesita para impulsar las mejoras en sus procesos de fabricación. La tecnología actual simplemente no es lo suficientemente sensible para trabajar con estas nuevas fibras radicales y este trabajo demuestra una solución a este problema".