什么是扩散光纤 光扩散光纤的原理

拥有发光线条的夹克；明亮的线条勾勒的汽车的仪表板、座椅轮廓；扬声器会随着节拍发出不同色彩的光线。这些正是康宁Fibrance扩散光纤所能实现的有趣应用。    

工作原理：光扩散光纤

  顶部：光被折射并包含在高速通信网络中使用的传输光纤的核心内。 底部：Fibrance技术中的纳米结构会破碎并散射光纤中的光。   扩散光纤也是是一种石英玻璃光纤，可以释放出五颜六色的光线。但是，要真正理解扩散光纤，必须回到康宁团队开发的创新技术“泄漏光纤”开始。

  高级工程师Stephan Logunov说：“我们正在研究如何通过改变包层光纤的折射率（带有光学纳米结构的掺杂物）来使弯曲的CorningClearCurve光纤的光损耗最小化”。“这种方法有助于抑制光线穿透光纤，特别是当光纤弯曲时，但是当我们在光纤的纤芯中添加纳米结构 - 而不是包层时，它会产生完全不同的效果 – 光线实际上是散射或泄漏。”（折射率（The refractive index）这个“比率”是决定光信号进入光纤端面时，光如何弯曲或折射的。）      

Logunov解释说，虽然Fibrance技术只是一个偶然发现，但研究人员采用传统光纤相同的工艺开发了该技术-这种工艺称为外部气相沉积（outside-vapor deposition，OVD）工艺。Fibrance技术具有常规光纤的纤细外径和较好的柔韧性，但在光的处理方式方面带来了全新的体验。   他说：“仅是在将光纤拉成细丝之前，先对材料进行微调（tweaking the material），就可以向二氧化硅中注入光学纳米结构，该结构会发出或'泄漏'光，而不是控制光（emit or ‘leak’ light versus controlling it）。”   当光纤击中这些纳米结构时，它会均匀地从侧面发射或扩散（emits or diffuses the light out of the sides），但也会沿光纤的长度方向发射或扩散。  

光纤技术不同于电信行业的光纤，后者的设计目的是使光形式的数据信号损失极低（low loss）。光在光纤的纤芯心内折射并传播，以传输数据信号，从而实现期望的高速下载和大带宽。   尽管Fibrance技术看起来像滴水的水龙头（a dripping faucet of light，对这个描述的理解估计是仁者见仁，主要应该是实现扩散的“可控”），但康宁的研究人员却想出了如何将光调整成可控的，稳定的水流的方法。  

“它最初可能是漏光的光纤，但是我们知道如何微调光线和扩散长度，使光纤保持明亮；如何将光纤与适当的光源配对以产生新的照明效果；以及如何整合（integrate） ，将光纤嵌入（embed）或缝合（stitch）到我们客户的最新产品和设计项目中，”康宁特种材料先进光学技术的光纤技术项目经理 Carl Crossland兰说。  

七彩光源（Colorful Light Sources）

要实现发光，必须将光纤连接到光源，但不是任何灯泡都可以工作。Fibrance技术团队建议使用激光二极管（laser diode）。康宁特种材料公司高级光学技术的光纤技术商业总监Vineet Tyagi解释说，激光二极管具有最佳的数值孔径来照亮光纤。   Tyagi说：“激光二极管非常强大（very pointed, direct, and powerful enough），足以将适量的光推入光纤。”  

Fibrance技术不只是一束明亮的光。当将其连接到激光器上时，光纤几乎就像画家的调色板一样，具有将颜色精确混合在一起的精确度和精美度。   Tyagi解释说，这种光纤的颜色来自一个或多个激光。例如，当一根光纤的一端连接到蓝色激光，另一端连接到红色激光时，结果是引人注目的紫色，并带有粉红色和蓝色的阴影。最后，由于该纤维是由光学纯净的玻璃制成的，因此可以产生真实，明亮的色彩。   Tyagi说：“类似于涂料混合，当您将光纤耦合到正确的光源时，它将创造出新的色彩，新的效果以及几乎无限的设计可能性。”  

在由Fibrance技术和最先进的激光照明的一组最新推出的智能耳机中，这种混合的颜色可以充分显示。该耳机由公司恰当地命名为Glow制成，可以在红色，蓝色或绿色的色调下与您的音乐同步（The headphones, manufactured by a company aptly named Glow, sync to your music amid hues of red, blue, or green）。消费电子，汽车，建筑和设计领域的其他客户也正在使用Fibrance技术进行自己的创新。  

洛格诺夫说：“我们无法预料到我们发现光扩散纤维会为康宁带来全新的产品和商机。” “ Fibrance技术的未来非常令人兴奋。”  

编辑：黄飞