由空心光纖組成、成像友好的光纖傳感器,其設(shè)計包含軍用所需的3大關(guān)鍵屬性。
借助玻璃光纖傳輸?shù)墓獾膹?qiáng)度主要受到玻璃自身的限制。一種新型光纖設(shè)計采用中空、充滿大氣的內(nèi)核則免去了該限制,并通過強(qiáng)制光線沿大氣通道運(yùn)動而大幅改進(jìn)了性能。DARPA唯一擁有的類似蜘蛛網(wǎng)、中空光纖設(shè)計首次驗證了單模型、低損耗和極化控制——先進(jìn)軍事應(yīng)用所需的關(guān)鍵屬性,如慣性導(dǎo)航用的高精度光纖陀螺。
盡管海外供應(yīng)商提供的中空光纖已使用了多年,但DARPA正在開展的提供絕對參考的小型超穩(wěn)定陀螺儀(COUGAR)項目已向美國引入了設(shè)計和生產(chǎn)能力,并研制出超過目前工藝水平的產(chǎn)品。
一支由DARPA資助、霍尼韋爾國際公司牽頭的研究小組已開發(fā)出該技術(shù)。中空光纖是首個包含3大關(guān)鍵性能使能屬性的技術(shù),即單模型(由單獨(dú)一條通道傳輸光線,促成可傳輸更遠(yuǎn)距離的更寬帶寬);低損耗(在傳輸更遠(yuǎn)距離后仍保持光的強(qiáng)度);極化控制(光波的運(yùn)動方向在光纖內(nèi)確定,這是敏感、干涉測量和保密通信等應(yīng)用所必需的)。
中空光纖還能夠在以高于常規(guī)光纖30%傳輸速率制導(dǎo)光線的同時,彎曲和盤卷。
據(jù)DARPA的項目經(jīng)理JoshConway稱:“以前的中空光纖實例已表明其高傳輸速率,但它們并不能實現(xiàn)兼有適用于軍用的屬性。COUGAR光纖真正突破在于它在保持于大氣中傳輸至少99%光束的同時,實現(xiàn)了單模、極化和低損耗。”DARPA啟動的COUGAR項目旨在增強(qiáng)軍用級陀螺的光纖性能,并在美國開發(fā)一種世界級、中空光纖的生產(chǎn)能力。
Conway補(bǔ)充:“在我們?nèi)耘f致力于在陀螺儀內(nèi)部集成該新技術(shù)的同時,光纖本身也在創(chuàng)新中。這種技術(shù)還可能引入其他高功率傳感器和需要高強(qiáng)度光束的其他應(yīng)用,中空光纖還擁有天然的耐輻射性,因而它可能被應(yīng)用于空間系統(tǒng)中。”