A invenção das fibras ópticas revolucionou não apenas as telecomunicações, mas também a tecnologia de detecção. Sensores de fibra óptica podem medir deformação, temperatura, pressão, e muitos outros parâmetros físicos ao longo das fibras, mas eles são atualmente imunes ao ruído eletromagnético - interferência de outras interações elétricas ou magnéticas externas. É uma característica desejável, até que o efeito do campo eletromagnético nas fibras precise ser medido. Agora, uma equipe internacional de pesquisadores usou o que antes era considerado uma parte "danificada" de uma fibra óptica para desenvolver esse sensor de campo magnético.

Eles publicaram detalhes de sua abordagem em 5 de novembro em Pesquisa avançada em fotônica .

"Esta natureza da imunidade ao ruído eletromagnético é um grande mérito quando medimos a tensão, temperatura, etc, sob fortes ambientes de campo eletromagnético, "disse o co-autor do artigo Yosuke Mizuno, professor associado da Faculdade de Engenharia, Universidade Nacional de Yokohama. "Contudo, simultaneamente significa que a detecção de campo eletromagnético usando fibras ópticas é um grande desafio, que abordamos neste artigo. "

Os pesquisadores aproveitaram o efeito de 'fusível de fibra', que é induzida quando a luz de alta potência é injetada em uma fibra óptica com curvas apertadas, conectores ruins, e outras condições não ideais. Quando a luz de alta potência é injetada em uma fibra óptica comprometida, a energia óptica está 'presa' no núcleo da fibra, gerar uma descarga óptica que se propaga em direção à fonte de luz, danificando permanentemente a fibra no processo. A equipe de pesquisa descobriu que, quando a fibra é feita de polímero, este efeito resulta em um caminho carbonizado eletricamente condutor, que pode, por sua vez, permitir as interações necessárias para reagir aos campos magnéticos.

"As interações entre o campo magnético e as regiões carbonizadas - ou 'danificadas' podem levar a variações nos parâmetros ópticos da fibra, "disse o autor principal Arnaldo Leal-Junior, professor do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Espírito Santo. "Colocando uma fibra de polímero fundido entre duas fibras monomodo de sílica e induzindo o que chamamos de interferência multimodal, um sensor de campo magnético de fibra óptica pode ser implementado. "

Os pesquisadores mostraram experimentalmente que este sensor pode detectar uma pequena mudança no campo magnético de 45 microtesla, que é várias centenas de vezes menor - ou mais sensível - do que a detecção de 20 militesla por um método de fibra óptica convencional. Para comparação, um campo magnético de cerca de 100 microtesla é medido a uma polegada de distância de um microondas de cozinha em operação.

"Sensores de campo magnético são frequentemente necessários no manuseio de vários aparelhos em sistemas de energia elétrica, como geradores e motores, "Mizuno disse." Antecipamos que os méritos do nosso sensor, incluindo isolamento elétrico e longo alcance de medição, pode ser explorado em tais aplicativos. "

Leal-Junior também observou que o sensor proposto pode ser facilmente fabricado a um custo baixo e que sua abordagem abre o caminho para uma nova opção de reciclagem, recuperando fibras ópticas de polímero fundidas para uso em sensores de campo magnético.

Os pesquisadores estão planejando melhorar a precisão da medição, bem como aumentar ainda mais a sensibilidade do sensor proposto. Eles também tentarão usar a mesma abordagem para demonstrar a detecção de campo elétrico em um futuro próximo.