Как сообщает пресс-служба НИТУ МИСиС, ученым данного учебного заведения удалось создать новую технологию производства высокоточных датчиков на основе легированного оптоволокна. Такие устройства являются крайне прочными и могут применяться даже в экстремальных условиях.

Данные о научном изыскании опубликованы в журнале Laser Physics Letters. Новый тип материала представляет собой оптоволокно, легированное редкоземельными и переходными металлами. Такой состав обеспечивает уникальные свойства полученных волокон. По словам ректора НИТУ МИСиС Алевтины Черниковой,

«Международная команда ученых под руководством приглашенного профессора кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ МИСиС Александра Кирьянова в сотрудничестве с Центром оптических исследований (г. Леон, Мексика) и Исследовательским институтом керамики и стекла (г. Калькутта, Индия) разработала технологию создания высокоточных автономных датчиков на основе оптоволокна. Высокая чувствительность получаемых волокон к изменениям температуры, давления, химического состава и радиационного фона окружения, их устойчивость к агрессивным средам и высокая резистентность к электромагнитным возмущениям позволяет осуществлять с их помощью высокоточный мониторинг состояния крупномасштабных объектов (трубопроводы, скважины, АЭС, мосты). Задаваемая длина оптоволокна дает возможность измерять объекты больших (до сотни метров) габаритов. На околоземной орбите датчики на основе полученных волокон могут измерять состояние радиационного фона в космическом аппарате, дефекты его поверхности».

Датчики на основе такого оптоволокна способны эффективно регистрировать радиационное излучение различного типа в широком диапазоне доз, крайне высокую температуру (до 1700°С), изменения в химическом составе и колебания электромагнитных полей. Благодаря уникальным характеристикам приборы на его основе будут востребованы в строительстве и геотехнике, аэрокосмической и нефтегазовой промышленности, сильноточной энергетике, включая атомную.

Сам датчик представляет собой либо сравнительно небольшое по размерам устройство (которое может быть элементом многокомпонентных детектирующих сетей), либо «пространственно распределенный контур», способный собирать информацию о различных параметрах на больших расстояниях.

Изменения в пропускании сердцевины кварцевого оптоволокна, легированного церием и золотом. До облучения пучком высокоэнергетических электронов (слева) и после (в центре). Справа — процесс «восстановления» под действием света с длиной волны 543 нм

Как пояснил руководитель проекта Александр Кирьянов,

«Исследования в рамках данного проекта нацелены на создание, комплексное исследование и применение волоконных датчиков второго типа с использованием специально разрабатываемых легированных волокон, полученных в том числе методом наноинжиниринга. Такие волокна могут стать надежным решением при работе в агрессивных средах, когда прибор на их основе находится в экстремальных условиях – к примеру, при термомониторинге нефтяных скважин или дозиметрии на АЭС».