Замораживаемое оптоволокно усиливает светово-звуковые взаимодействия в тысячу раз
Новое поколение оптоволоконной технологии
Международная группа физиков разработала уникальное оптоволокно с жидким сердечником, свойства которого резко улучшаются после заморозки. В результате экспериментов ученые зафиксировали мощный всплеск эффекта Бриллюэна — явления, при котором свет реагирует на звуковые колебания внутри материала. 
Технология заморозки
В отличие от стандартного оптоволокна, внутри кабеля находится полость с жидким сероуглеродом CS₂. Учёные охладили материал до температуры -196 °C (жидкий азот). После замерзания сердечник не просто продолжил проводить свет, но и сохранил способность передавать акустические волны.
Оптоволокно с жидким сердечником (LiCOF) было помещено в азот, добившись фазового перехода: жидкость в сердцевине превратилась в твердое тело. При этом волокно не потеряло способность направлять свет, а кроме того, стало эффективно проводить и гиперзвуковые волны.
Экстремальные характеристики
В замороженном LiCOF оптоакустическая связь, коэффициент усиления Бриллюэна, в 1000 раз превышает показатели стандартных оптических волокон — более 3000 Вт⁻¹·м⁻¹. Для достижения такого результата ученым потребовался отрезок всего 27,5 сантиметра и лазер с низкой мощностью накачки (0,03 милливатта).
«Важнее всего то, что замороженная часть сердечника продолжала проводить оптический сигнал. Более того, и жидкая, и затвердевшая части способны проводить сверхзвуковые волны», — пояснил один из авторов исследования Саймон Зайдерер.
Перспективы применения
Физики создали оптоакустическую память на основе нового волокна. Информация передается от быстрой световой волны к медленным звуковым волнам, а затем преобразуется обратно в свет. Акустические волны слабее затухают и дольше распространяются, но при этом несут в себе информацию о породившем их световом излучении.
Исследователи из Института науки о свете Общества Макса Планка, Ганноверского университета имени Лейбница и Института фотонных технологий Общества Макса Планка (Германия) считают, что фазовый переход в среде создает плотную, содержащуюся в небольшом пространстве среду, где показатель преломления значительно меняется.
«Заморозив жидкий сердечник, мы создали совершенно новую физическую платформу, обеспечивающую экстремальные нелинейности при простоте работы», — подчеркнула руководитель проекта Биргит Стиллер. Такая платформа откроет новые возможности для квантовой обработки информации, микроволновой фотоники и сверхточных датчиков. 
Разработка может стать основой для принципиально новых устройств, где обработка и хранение сигналов происходят в единой волоконной структуре, а также снизит затраты энергии в фотонных нейроморфных вычислениях.