i

Aktuální číslo:

2026/10

Téma měsíce:

Spojení

Obálka čísla

Optická vlákna, která nebrzdí světlo

 |  27. 4. 2026
 |  Vesmír 105, 265, 2026/5
 |  Téma: Vlákno

Klasická optická vlákna přenášejí světlo díky totálnímu vnitřnímu odrazu na rozhraní skleněného jádra a obalu. V optických vláknech s dutým jádrem se ale světlo šíří vzduchem nebo jiným plynem. Toto řešení otevírá cestu k přenosu světla na dříve nemyslitelných vlnových délkách a s výrazně nižším útlumem.

Když v roce 2011 publikoval Andrej D. Pryamikov článek o dutém optickém vláknu s osmi kapilárami rozmístěnými podél vnitřního obvodu, málokdo tušil, jaký směr nabere další vývoj. Ale již tato první práce naznačila, že půjde o něco výjimečného. Představila totiž antirezonanční křemenné optické vlákno s dutým jádrem, které vedlo světlo ve střední infračervené oblasti, na vlnové délce 3,8 μm, kde je křemenné sklo neprůhlednou zdí.

„V konvenčních optických vláknech se poztrácí 90 % fotonů při šíření na vzdálenost 50 km, u nového typu optických vláken při šíření na vzdálenost 200 km.“

V té době se již optická vlákna etablovala pro přenos datových toků v internetu i v telekomunikacích. Využívalo se ale jen několik úzkých spektrálních oblastí s nízkým optickým útlumem, nejčastěji spektrální okno okolo vlnové délky 1,55 μm.

O dva roky později přišla zásadní inovace vnitřní struktury antirezonančních vláken s dutým jádrem. Kapiláry se přestaly navzájem dotýkat a každá byla spojená s pláštěm optického vlákna jen podél jedné linie. Navzdory tomu světlo nevytékalo mezi kapilárami z jádra rychleji a optický útlum se dokonce snížil. Pro podobnost se zásobníkem revolveru se pro ně ve slovanských jazycích rychle ujalo označení revolverová vlákna, zatímco v anglosaských zemích se zpravidla mluví o tubulárních vláknech, hypocykloidních vláknech nebo, zůstaneme-li u angličtiny, negative-curvature hollow-core fibres.

O skutečný průlom se pak postaral Francesco Poletti (obr. 2). V laboratořích jeho týmu na Univerzitě v Southamptonu vzniklo v roce 2015 první vlákno s vnořenými kapilárami. Do každé z kapilár se vnořila ještě menší kapilára, podobně jako v matrjošce. Vlákno mělo daleko k dokonalosti a změřený optický útlum byl vysoký, ale numerické simulace provedené Polettiho týmem a nezávisle i Waltrem Belardim naznačovaly, že ve srovnání s jednoduchou revolverovou strukturou by mělo být možné vícenásobným vnořením kapilár snížit útlum o dva i více řádů. Následující léta probíhalo zdokonalování technologie tažení antirezonančních vláken s dutým jádrem a hledání jejich optimální struktury, zejména počtu kapilár, průměru jádra, průměrů kapilár a tloušťky jejich stěn.

Nyní vidíte 32 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném →
TÉMA MĚSÍCE: Vlákno
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Optika

O autorovi

Pavel Honzátko

Dr. Ing. Pavel Honzátko (*1966) získal doktorát na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy. Zabývá se výzkumem vláknových laserů a zesilovačů. V Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR vede tým vláknových laserů a nelineární optiky, který se snaží prolomit stávající výkonová omezení thuliových a holmiových laserů.
Honzátko Pavel

Další články k tématu

Vlákna pro sítniciuzamčeno

Nanovlákenná membrána nesoucí buňky určené k transplantaci pod sítnici může posloužit jako buněčná „záplata“, která pacientům postiženým...

Vlákno potřebuje tah

Tématem tohoto čísla časopisu Vesmír je vlákno. Mému oboru, chemii, je to téma blízké nejen kvůli ikonickému Ottu Wichterlemu a jeho silonu....

Srdce nejvýkonnějších laserů 21. stoletíuzamčeno

V technice o vláknech hovoříme jako o „strukturách s kruhovou symetrií, jejichž délka je mnohonásobně větší než radiální rozměr“. Většinou jsou...

Doporučujeme

Jak se bakterie oddávají sexu?

Jak se bakterie oddávají sexu? uzamčeno

Pavel Payne  |  29. 9. 2026
Srovnání bakteriálních genomů ukázalo, že homologní rekombinace je u bakterií překvapivě častá. Známé mechanismy přenosu DNA však samy o sobě...
Pravidla buněčné spolupráce

Pravidla buněčné spolupráce

Jan Černý  |  29. 9. 2026
Buňky vznikly i díky tomu, že se membránou oddělily od okolního světa. Teprve když některé z těchto hranic začaly být řízeně prostupné, objevil se...
Cesta do Tibetu jako nástroj propagandy

Cesta do Tibetu jako nástroj propagandy uzamčeno

Jarmila Ptáčková  |  29. 9. 2026
V očekávání většiny cestujících do Tibetu se pravděpodobně objevují zasněžené hory, prastaré kláštery a tmavorudá roucha buddhistických mnichů....