宾夕法尼亚州立大学安德里亚·艾尔斯·刀子乐队 当玻璃在较高压力下淬火时，石英玻璃中的空隙(黄色)变得更小
信用:杨永健，宾夕法尼亚州立大学 通过光纤电缆可以在全球范围内实现快速、准确的通信，但尽管它们很好，但并不完美
现在，宾夕法尼亚州立大学和自动增益控制公司的研究人员
日本的研究表明，如果在高压下制造，用于这些电缆的石英玻璃将具有更少的信号损失
约翰·C说:“信号丢失意味着我们必须每80到100公里(50到62英里)使用一次放大器。”
莫罗，宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程教授
“在那段距离之后，信号将无法被正确检测到
跨越大陆或海洋成为一件大事
" 玻璃纤维由于瑞利散射而失去信号强度，瑞利散射是玻璃原子结构波动产生的光散射
“玻璃，在原子尺度上，是异质的，”毛罗说
“它在原子尺度上具有随机出现的开放孔隙
" 光缆中的股线由超高纯度石英玻璃制成
“历史上，最大的突破是发现了最初的光纤——如何去除玻璃中的水，”毛罗说
正常情况下，玻璃中含有大量的水，可以吸收电信常用频率的信号
使用化学气相沉积的改进形式，纤维可以不含水
但是，像几乎所有的玻璃一样，光纤是在环境压力下制造的
莫罗和他的团队使用分子模拟来研究制造光纤时压力的影响
他们在npj计算材料上报道了他们的结果
模拟结果表明，利用玻璃的压力猝灭，瑞利散射损耗可降低50%以上
玻璃的压力处理将使材料更加均匀，并减少结构中的微孔
这将产生具有较小可变性的更高平均密度的材料
“我们在寻找能够控制均值和方差的独立过程，”毛罗说
“我们意识到压力维度以前没有被探索过
" 毛罗的工作是分子模拟，但自动增益控制公司的马多卡·小野
美国材料集成实验室是日本北海道大学电子科学研究所的副教授，他测试了大块石英玻璃，发现结果与模拟相符
“我们发现的最佳压力是4吉帕斯卡，”毛罗说
“但仍有一个过程挑战需要解决
" 为了在压力下制造光纤，玻璃需要在压力下成型和冷却，此时玻璃处于玻璃化转变阶段——此时玻璃是粘性的，不是固体，也不是真正的液体
为此，需要一个能够承受40，000个大气压的压力室
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