Serat Optik Safir Janjikan Energi Bersih dan Penerbangan Udara yang Lebih Aman
Peneliti di Oxford University telah menggunakan serat optik safir – benang safir yang tumbuh industri kurang dari setengah milimeter tebal – yang dapat menahan suhu di atas 2000°C. Ketika cahaya diuntir ke satu ujung serat safir, sebagian dipantulkan kembali dari titik di sepanjang serat yang telah dimodifikasi untuk sensitif terhadap suhu (dikenal sebagai Bragg grating). Panjang gelombang (warna) cahaya yang dipantulkan ini adalah ukuran suhu di titik tersebut.
Penelitian ini menyelesaikan masalah 20 tahun dengan sensor yang ada, bahwa meskipun serat safir terlihat sangat tipis, dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya itu besar. Ini berarti cahaya dapat mengambil banyak jalur yang berbeda di sepanjang serat safir, yang menghasilkan banyak panjang gelombang yang berbeda yang dipantulkan sekaligus. Peneliti mengatasi masalah ini dengan menulis saluran di sepanjang serat, sehingga cahaya terkandung dalam potongan lintang yang kecil, satu-persen milimeter diameter. Dengan pendekatan ini, mereka mampu membuat sensor yang sebagian besar memantulkan satu panjang gelombang cahaya.
Demonstrasi awal dilakukan pada potongan serat safir 1 cm panjang, tetapi peneliti memprediksi panjang hingga beberapa meter akan mungkin, dengan sejumlah sensor terpisah di sepanjang panjang ini. Ini akan memungkinkan pengukuran suhu dilakukan di seluruh mesin jet, misalnya. Penggunaan data ini untuk menyesuaikan kondisi mesin saat terbang memiliki potensi untuk secara signifikan mengurangi emisi nitrogen oksida dan meningkatkan efisiensi keseluruhan, mengurangi dampak lingkungan. Resistensi safir terhadap radiasi juga memberikan aplikasi di industri ruang angkasa dan listrik fusi.
Anggota tim penelitian Ilmu Teknik Dr Mohan Wang mengatakan, "Sensor diproduksi menggunakan laser daya tinggi dengan pulsa yang sangat singkat dan hambatan signifikan adalah mencegah safir pecah selama proses ini."
Pekerjaan ini merupakan bagian dari Dana Penelitian EPSRC Fellowship sebesar £1,2 juta yang dimiliki oleh Departemen EPSRC Research Fellow Dr Julian Fells dan dilakukan dalam kemitraan dengan Rolls-Royce, UK Atomic Energy Authority (Remote Applications in Challenging Environments – RACE), Cranfield University, Halliburton dan MDA Space and Robotics.
Rob Skilton, Kepala Penelitian di RACE, UK Atomic Energy Authority mengatakan, "Serat optik safir ini akan memiliki banyak aplikasi potensial dalam lingkungan ekstrem di pusat listrik energi fusi. Teknologi ini memiliki potensi untuk secara signifikan meningkatkan kemampuan sistem sensor dan pemeliharaan robotik masa depan di sektor ini, membantu UKAEA dalam misi untuk menyampaikan energi fusi aman, berkelanjutan, rendah karbon ke jaringan."
