Optische fibers groeien perfect in Conquest-1 raket

Om ook in de toekomst de almaar toenemende stroom data te kunnen blijven verwerken, moet de capaciteit van optische fibers voortdurend worden verbeterd.

Eén van de materialen die daartoe grote mogelijkheden biedt is een unieke glassoort, die overigens al in 1974 door Franse onderzoekers werd ontdekt: ZBLAN. Dit naar de eerste letters van de (zware) metalen zirconium, barium, lanthaan, aluminium en natrium genoemde fluoride-glas is volledig transparant in het infrarode deel van het spectrum, en biedt daardoor een volkomen nieuw energiegebied ten behoeve van de datacommunicatie. Theoretisch kan worden afgeleid dat de capaciteit van optische fibers op basis van ZBLAN honderd keer zo groot zou kunnen zijn als die van conventionele silica-fibers. In de praktijk worden dergelijke waarden echter nooit gehaald. Dat is een gevolg van het feit dat het ZBLAN heel snel neiging vertoont om uit te kristalliseren, waardoor de optische eigenschappen worden aangetast.

Onderzoekers van het NASA/Marshall Space Flight Center en de universiteit van Alabama zijn er onlangs in geslaagd om in een microzwaartekrachtsomgeving - aan boord van een Conquest-1 raket - prachtig homogeen ZBLAN te groeien. Optische fibertjes werden daartoe verwarmd tot de zogenaamde trektemperatuur, waarbij het materiaal begint te verweken, en tot kristallisatietemperatuur. Daarna werd het langzaam afgekoeld. Aan de grond werden onder verder identieke omstandigheden in beide gevallen kristalletjes gevormd, terwijl bij 0 g al het materiaal in een glasachtige toestand bleef.

Naast het gebruik in optische datacommunicatie, kan het ZBLAN ook voor een nieuwe generatie vaste-stof lasers zorgen. Het materiaal is namelijk zo stijf dat aangeslagen ionen hun energie niet als warmtetrillingen aan het rooster kunnen afstaan en deze dus alleen maar kwijt kunnen in de vorm van licht. Daardoor zal de efficiëntie van de vaste-stof laser sterk kunnen worden verbeterd. De verwachtingen zijn dus hooggespannen, hetgeen eens te meer bleek uit een recent marktonderzoek dat de mogelijke ZBLAN-markt wereldwijd op zo'n acht miljard dollar schatte.