مؤخرًا، الدكتور كالوم روس،مساعد باحث في جامعة هيريوت وات (المملكة المتحدة)، حصل على ما يقرب من مليون جنيه استرليني لتطوير عملية تعتمد على الليزر والتي يمكن استخدامها لتصنيع الألياف الضوئية المجوفة على نطاق واسع.
وبعد عامين من العمل، نجح الدكتور كالوم روس في تطوير عملية آلية تجعل الإنتاج الضخم للألياف الضوئية المجوفة ممكنًا. سيحدث هذا الابتكار ثورة في مجال اتصالات الألياف الضوئية وأجهزة الاستشعار والأجهزة البصرية.
تأتي الجائزة التي تبلغ قيمتها مليون جنيه إسترليني تقريبًا من برنامج زمالات قادة المستقبل للبحث والابتكار (UKRI) في المملكة المتحدة، والذي يكرّم الباحثين المتميزين ويلهمهم. باعتبارها هيئة التمويل الوطنية في المملكة المتحدة للاستثمار في العلوم والأبحاث، تلتزم UKRI بدعم الابتكار والتميز في البحث.
ومن بين شركاء الصناعة في البرنامج شركة BT، أكبر مشغل اتصالات في المملكة المتحدة، وشركة تكنولوجيا الليزر Chromacity، التي انبثقت بشكل خاص من جامعة Heriot-Watt في عام 2013 وأصبحت الآن رائدة في مجال التكنولوجيا في مجالها. لا يُظهر هذا التعاون الإمكانات القوية للجمع بين الصناعة والأوساط الأكاديمية والبحثية فحسب، بل يبشر أيضًا بالخير للاستخدام الواسع النطاق لتكنولوجيا الليزر في تصنيع الألياف الضوئية.
تعمل الألياف المجوفة على تسريع اتصالات البيانات
تُظهر الألياف الضوئية المجوفة، ببنيتها المركزية الفريدة للغاز أو الفراغ، خصائص فائقة مثل سرعات الضوء الأعلى وحساسية أقل للتغيرات البيئية مقارنة بالألياف الضوئية التقليدية. وفقاً للأبحاث، فإن البيانات المنقولة عبر الألياف المجوفة تكون أسرع بنسبة تصل إلى 50%، وقد اجتذبت هذه التقنية المبتكرة عدداً من الشركات، بما في ذلك شركة BT، لتجربتها.
ومع ذلك، لا يزال يتم تصنيع الألياف المجوفة باستخدام عملية يدوية تتضمن تكديس نظام الألياف يدويًا، وهو ما يمثل عنق الزجاجة الذي يمنع إنتاجها بكميات كبيرة.
ولذلك سيتم استخدام التمويل البحثي للدكتور كالوم روس لتطوير عملية آلية تعتمد على الليزر قادرة على إنتاج الألياف على نطاق واسع، بالإضافة إلى أي بنية داخلية. مثل هذه الألياف المجوفة "ذات الشكل الحر"، القادرة على توفير سرعات نقل بيانات أعلى بكثير من الألياف الضوئية التقليدية، لديها نطاق واسع من التطبيقات في صناعات مثل الاتصالات والرعاية الصحية والتصنيع.
وأكد كالوم روس: "بالنسبة لتقنيات الجيل التالي في الذكاء الاصطناعي والواقع المعزز، نحتاج إلى سرعات نقل بيانات فائقة السرعة لتقديم التطبيقات في الوقت الفعلي". ولتلبية هذه الحاجة، هناك حاجة إلى عشرات الكيلومترات من الألياف الضوئية منخفضة التكلفة، وهو أمر غير ممكن حاليًا مع طريقة التصنيع الحالية للألياف المجوفة.
كالوم روس واثق من أن النظام الذي يقوم بتطويره سوف يعطل طرق تصنيع الألياف التقليدية، وأن تلك الألياف المجوفة ستحل في نهاية المطاف محل شبكات الاتصالات التقليدية المستخدمة في جميع أنحاء العالم.
وبتمويل من المعهد البريطاني، سيتمكن كالوم روس من توظيف باحث ما بعد الدكتوراه ومجموعة من طلاب الدكتوراه. وعلى مدار المشروع الذي يمتد لأربع سنوات، سيركز الفريق على تطوير عمليات تصنيع مبتكرة وإنشاء مجموعة بحثية رائدة في مجال الألياف الضوئية ذات الشكل الحر. ومن الجدير بالذكر أن برنامج زمالة قادة المستقبل يقدم خيار تمديد إضافي لمدة ثلاث سنوات، مما يوفر دعمًا قويًا للبحث المتعمق للمشروع والتطوير على المدى الطويل.
