i

Aktuální číslo:

2026/6

Téma měsíce:

Odolnost

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

Příliš otevřené dveře

Příliš otevřené dveře

Jan Vevera  |  1. 6. 2026
Psychiatrie byla kdysi kritizována za to, že zavírá své dveře, a s nimi i pacienty za zdmi léčeben. Dnes čelí jinému problému – její dveře jsou...
Tranzistor na bázi bismutu

Tranzistor na bázi bismutu uzamčeno

Lukáš Tabery  |  1. 6. 2026
Cesta od třídimenzionálního planárního tranzistoru k dvoudimenzionálnímu a odtud zpět do tří dimenzí – k integraci M3D. Narůstající závislost...
Starý recept pro nové kosti

Starý recept pro nové kosti uzamčeno

Petr Pokorný, Adam Zabloudil  |  1. 6. 2026
Kovový implantát býval chápán jako trvalá výztuha těla: něco jako pevný nýt v mostní konstrukci. Moderní medicína však stále častěji hledá...