Текст уведомления здесь

Ученые изучили свойства нового типа оптоволокна

Российско-финская группа ученых приблизилась к ускорению интернета

Группа ученых из России и Финляндии изучила материал, который может увеличить скорость передачи данных в интернете. Речь идет об особом оптоволокне, из которого делают лазеры для оптоволоконных линий связи.
Добавить в закладки
Комментарии
Группа ученых из России и Финляндии изучила материал, который может увеличить скорость передачи данных в интернете. Речь идет об особом оптоволокне, из которого делают лазеры для оптоволоконных линий связи.

Сейчас основной объем данных, передаваемых по сети, проходит по оптоволоконным кабелям. Информация в них кодируется импульсами света, точнее близкого к свету по длине волны инфракрасного излучения. Эти импульсы при перемещении в стеклянном волокне затухают, и потому в кабель встроены специальные усилители. Усилитель повышает яркость прошедшей через километры оптоволокна вспышки за счет так называемой активной среды. В оптоволокне с добавкой некоторых химических элементов можно, при накачке энергии извне, добиться усиления сигнала. По сути, это устройство является лазером. Оптоволоконные лазеры, использующие в качестве активной среды световод из специальных сортов стекла, известны давно, но их по-прежнему можно усовершенствовать.

По словам Регины Гуменюк, сотрудника Центра оптоэлектроники Технического университета г. Тампере, Финляндия, их работа посвящена исследованию свойств лазера на базе оптического волокна с добавкой висмута, изготовленного в Научном центре волоконной оптики (НЦВО РАН). Сейчас в оптоволоконных лазерах применяется стекло с редкоземельным элементом эрбием, по сравнению с которым висмут имеет как минимум два преимущества. Его на Земле гораздо больше, и он позволяет получать излучение в новом, весьма перспективном диапазоне от 1100 до 1500 нанометров (речь идет о длине волны. Видимый свет — это излучение от 380 до 780 нанометров). Пионерами в области лазеров на висмутовом оптоволокне является группа российских ученых под руководством академика Евгения Дианова. В 2005 году они первыми вышли на качественно иной уровень технологии изготовления таких волокон, что позволило получить значительное усиление на длине волны генерации.

«Технологии получения высокоэффективных висмутовых волокон находятся на сегодняшний день на стадии лабораторных исследований. Технологически этот материал гораздо сложнее того же эрбия, и поэтому говорить о промышленных масштабах еще рано», — пояснила Регина Гуменюк и добавила, что оптические свойства висмутового стекла изучены далеко не полностью. До публикации новой работы было неясно, как в таком оптоволокне распространяются солитоны, важные для передачи сигналов одиночные волны. Именно солитоны позволяют реализовать высокую скорость соединения, и потому поведение солитонов в стекле интересует не только теоретиков.

Солитоны, в случае с волоконными лазерами, возникают лишь при определенных условиях. Обычно короткий импульс в стекле немного расплывается, но внутри лазера можно добиться такого баланса между разными физическими эффектами, что короткая вспышка пройдет через оптоволокно без искажений. В новой статье, опубликованной одним из ведущих научных журналов, Scientific Reports исследователи продемонстрировали возможность формирования в висмутовом оптоволокне отдельных солитонов и описали, как эти солитоны взаимодействуют друг с другом. «Это первая демонстрация волоконного лазера на основе висмута, который дает генерацию в режиме синхронизации мод на длине волны 1460 нанометров», — сообщила Регина Гуменюк редакции «Чердака».

Режим синхронизации мод означает синхронное излучение света на нескольких доступных лазеру длинах волн (модах), и именно этот режим позволяет давать короткие импульсы, солитоны. Чем короче импульс, тем большее число импульсов помещается в единицу времени и тем больше информации можно передать по каналу связи.
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы