新しい光ファイバで高品質画像を伝送

March, 5, 2014, Milwaukee--多数の光ビームを1本の光ファイバで伝送する方法が発表され、ウイスコンシン・ミルウォーキー大学の研究チームは、新しいファイバアーキテクチャで現在の商用内視鏡イメージングファイバに匹敵する、それよりも優れた品質の画像が伝送できることを発見した。
この成果は次世代の高速通信だけでなく、バイオメディカルイメージングにも適用される可能性がある。
従来の光ファイバでは、1つの空間チャネルしかファイバを伝搬できない。より多くのデータを伝送するために、Arash Mafi氏とSalman Karbasi氏は昨年、現在のマルチコアファイバでも独自の方法を用いた光ファイバを作製した。
電気工学助教授Mafi氏、研究助手Karbasi氏は、いわゆる「アンダーソン局在」(物質中のポテンシャルが無秩序な場合に、電子の波動関数が空間的に局在する現象)を利用し、ファイバを伝搬する光ビームを捉える強い散乱メカニズムを持つ光ファイバを設計した。この研究は、コーニング(CorningInc)の研究者Karl Kochとの共同研究。
そのファイバは、ランダムに分布した光を散乱させる2つのポリマで構成されている。ファイバの無秩序な内部により、光ビームが伝搬すると横方向にフリーズし、マルチビームを収容できることになる。
「画像伝送できることは分かっていたが、解像度とコントラストは予想以上によかった」(Mafi氏)。
研究チームは30μm幅の画像をファイバに入れ、出力端でレンズが拡大画像をスクリーンに投影した。この光ファイバは、低画素、高コントラストで1対1の画像伝送ができる。
研究チームは、ポリマを使う代わりに、ファイバアーキテクチャにランダムな空隙分布を持つガラスを使用して伝送画像品質を向上させる方法を理論化している。ガラスファイバの作製で一定の前進はあったが、ガラスファイバ製造の専門家と協力しすることでさらなる改善が期待できる、と研究チームは説明している。