Вместо того чтобы физически перемещать измерительную точку, они просто регулируют разность фаз между лазерами — и получают данные о температуре и деформации по всей длине волокна. В тесте на 13-метровом отрезке система зафиксировала сигнал на частоте всего 200 МГц — это в 50 раз ниже стандартных 11 ГГц.

Результаты опубликованы в Journal of Physics: Photonics.

Два лазера — проще, дешевле и удобнее в работе. Теперь инженеры смогут мониторить состояние мостов, тоннелей или промышленных трубопроводов, даже если доступ есть только к одному концу волокна, — пояснил Йосуке Мизуно, доцент Йокогамского национального университета.

Обычные системы BOTDR (бриллюэновская рефлектометрия) сталкиваются с тремя проблемами:

• Требуют громоздкой линии задержки.
• Работают на частоте 11 ГГц, что вынуждает использовать дорогое оборудование.
• Разрешение меняется при сканировании.

Новая система решает все разом:

• Корреляционный пик смещается электроникой — никаких механических задержек.
• Оптическое гетеродинирование снижает частоту до 200 МГц — дешевые радиочастотные анализаторы справятся.
• Разрешение фиксированное — около 36 см по всей длине.

Следующие шаги — ускорение сканирования, увеличение дальности (пока только десятки метров) и испытания в реальных условиях.

Наша система открывает новые возможности, — добавил Мизуно. — Это не просто новая схема, а фундамент для практического применения.

Главный прорыв здесь — упрощение технологии. Бриллюэновская рефлектометрия уже используется для мониторинга конструкций, но высокая стоимость и сложность ограничивают ее применение. Новая система:

• Дешевле — за счет работы на низких частотах.
• Надежнее — нет механических частей, которые ломаются.
• Гибче — подходит для объектов с односторонним доступом (например, замурованных в бетон волокон).

Это значит, что мониторинг мостов, газопроводов или даже крыш зданий станет доступнее.

В качестве ложки дегтя заметим, что пока система тестировалась только на коротких волокнах (13 м). Для промышленности нужны километры — как поведет себя методика на таких дистанциях? Кроме того, фиксированное разрешение 36 см может быть избыточным для трубопроводов, но недостаточным для микротрещин в бетоне.

Ранее ученые продемонстрировали самосборные квантовые точки.