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广西卫视八桂科创:“光纤”不仅能上网,还能做手术?!


来源:广西卫视八桂科创

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光纤,是一种光的传导工具,是由玻璃或塑料制成的纤维。在生活中,我们最熟悉的就是光纤宽带了。现在,上千兆的光纤宽带让我们网上冲浪变得更加快捷。而随着我们对互联网应用的不断增长,光纤通信也进一步向着更高效率、更大容量、更长距离的方向发展。不过,您要是觉得光纤只能运用于通信领域,那就大错特错了。今天的节目,我们将走进糖果派对官方网站光子学研究 中心,去了解光纤这“小东西”的大作用。

2018年,美国一个科学家叫做阿什金,他获得了诺贝尔奖,因为他首次发明了光镊技术。那我们借助于特殊的光纤,就可以来实现更为功能强大的,我们叫做微光手。这个微光手的实现,是借助于多芯光纤,形成多光速组合,形成一个光镊,它能够捕获住一个细胞,不仅能够操纵细胞,而且能够控制细胞,控制它的方位,转身或者是调整其中的移速,作为激光手术可以给这个细胞进行手术。

作为光学界的大拿,苑立波教授与光打交道已经有三十年了。投身光纤技术的研究也让他亲身见证了光纤飞速的发展。

如今,光纤已经更广泛的运用到了国防、纳米医学与生命科学等各个领域。为了更精准的研究和探索,2017年,苑教授从哈尔滨工程大学转职糖果派对官方网站,建立了光子学研究中心,团队从刚成立之初的7人到目前的15人,学生30名到现在的近百名。仅三年时间,苑教授便带领团队承接了广西和国家多个重大研究项目、科技专项,申报国家专利280件。

我的第一个专利,这个装置可以把光纤拉细。把光纤拉细的话,现在有几种方式,一种是用电,通过电弧给它打一下;另一种是用那个氢气和氧气,然后燃烧让它发生变化;还有用一种二氧化碳激光把它打细。而我们用的这新装置的话,它主要是就是用一种材料,新型材料,使这个光纤放到里面之后,对光纤加热,然后使光纤在这个加热的点发生熔化之后,光纤被拉细。

微结构光纤作为一种新型光纤,有着许多普通光纤无法具备的独特特性,也是当前国际的研究热点。随着微结构光纤制造工艺技术的进步,微结构光纤的研发已取得了突破性进展,各种微结构光纤新产品应运而生,它不仅应用到常规光的通信技术领域,也被广泛的运用到光器件领域。国内对微结构光纤的研究还相对落后。如何攻克一次次的技术难关,对苑教授及其团队都是不小的挑战。

对于这样的一个光纤,它的直径只有一百多个微米,比头发丝粗一点点,我们要在光纤的端面做成各种各样的形状。它又是石英的、玻璃的、又脆又小,我们还要把它精细的加工成这样,这就是一个困难之一。但是我们有一些先进的手段,比如说用飞秒激光来进行微加工,可以做的尺度很小,很精确,所以通过这样的一些技术手段,那么我们就可以设计出各种各样的形状,实现不同的功能,这是这个在做研究的过程中需要克服的。另外一个难点,你就比如说这么细的一个光纤的结构,有多个纤芯,然后有多路光要汇聚,那么我们怎么样能够把它分离出来,再把它注射进去,再把它合成到一起,所有这些都是属于技术上的难点,那么我们是通过了很长的时间不断地克服,然后才能一步一步地实现这样的一个功能。

苑教授说,目前团队已研发了一根光纤内含7个纤芯和7路分光,未来,他们还将做到19芯光纤,19路分光,实现国内零的突破。与此同时,团队的建设,人才的培养也将由光子学研究中心完成,科技事业后继有人,才能解决国家更多的“卡脖子”问题。

“卡脖子”事情主要是在电子信息这个领域,说到电子信息这个领域,它主要是有两个,电子和光子就是电子信息的基础,光电是分不开的。然后我们作为光子这样一个领域的话,我想是我们想在这个基础上,在国家这个“卡脖子”问题上做一些非常前沿的,或者说非常创新的一些技术,我们想把我们的技术给国家和地区带来一些突破。

科技互动

没想到小小的一根光纤居然有如此大的作用,而围绕着光纤所产生的科技研究也层出不穷,那么科学家们平时是如何对光纤进行加工的呢?上面苑教授所提到的飞秒激光微加工又是怎么样的呢?接下来跟随我们的科技观察员一起走进光纤微加工的实验室,去看看那里的“秘密武器”吧!



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