Российские ученые создали чип, способный заменить сложную лазерную установку

вкл. . Опубликовано в Новые технологии

Ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова и Российского квантового центра совместно с коллегами из Швейцарии создали чип, генерирующий фемтосекундные импульсы света с особым частотным спектром.

chip

Разработка ученых генерирует фемтосекундные импульсы света с особым частотным спектром под названием "оптическая гребенка", то есть делает то, чего прежде удавалось добиться лишь с помощью больших и сложных лазерных установок, сообщает пресс-служба МГУ имени М.В. Ломоносова.

Эту работу можно назвать заключительным аккордом в серии работ группы, касающихся исследований оптических гребёнок – так называются сигналы, чей частотный спектр представляет собой набор равноотстоящих друг от друга линий. Начавшись с исследования шумов в оптических сигналах такого сорта, эти работы привели сначала к созданию генераторов этих сигналов с сердцем в виде диска миллиметрового диаметра и закончились созданием полноценного чипа, почти пригодного для коммерческого использования.

Фемтосекундные оптические гребенки – недавнее изобретение. Появившись в конце 90-х, они оказались настолько востребованными в самых разных областях – в системах телекоммуникации, в лазерной спектроскопии, в астрофизике и так далее, – что уже в 2005-м году их авторы, Теодор Хэнш из Германии и Джон Холл из США, получили за них Нобелевскую премию. Для получения таких гребёнок использовались лазеры с синхронизацией мод. При этой методике лазер, излучает свет не одной частоты, как это принято думать о лазерах, а сразу несколько "мод" – световых лучей с кратными частотами. Если эти моды синхронизировать, то есть сделать так, чтобы их фазы были жестко связаны между собой, то в результате интерференции этих мод непрерывный луч лазера превратится в последовательность импульсов со спектром "гребенки".

За этой, без преувеличения, технологической революцией вскоре последовала другая – в 2007-м году в лаборатории Тобиаса Киппенберга (тогда работавшего в группе Т. Хэнша, а ныне возглавляющего лабораторию в Федеральной политехнической школе Лозанны в Лозанне, Швейцарии) в микрорезонаторах из плавленого кварца, открытых, кстати, в МГУ, тоже были получены оптические гребенки, и для их создания уже не требовались громоздкие и сложные установки. Появилась возможность на порядки уменьшить размеры устройств. Генерация таких гребёнок связана с так называемым эффектом Керра, состоящим в том, что в нелинейных средах показатель преломления зависит от интенсивности падающего на него света.

Правда, это была не столько революция, сколько её начало – швейцарские исследователи, а позже и другие группы в разных лабораториях, фактически только показали принципиальную возможность создавать "гребенки" подобным образом, но то, что у них получалось, было ещё очень далеко от идеала, гребенки получались шумными, нестабильными (они походили на расчески с выломанными, да ещё вдобавок ползающими туда-сюда зубьями) и ученым предстояло решить массу проблем, чтобы запустить эти резонаторы в работу. Первой из них была проблема шумов. В сотрудничестве с группой Киппенберга ученые физического факультета МГУ в начале 2013-го года решили её, доказав, что эти шумы не носят фундаментального характера, что от них можно избавиться, и показали, как это сделать. Оставалось главное - сделать "правильные" гребенки и создать с этим спектром последовательность импульсов с очень короткой, фемтосекундной длительностью (то есть с длительностью порядка 10 в минус пятнадцатой степени секунды). В конце того же года они справились и с этой проблемой.

Для создания таких гребёнок физики МГУ и Российского квантового центра предложили использовать “солитоны”, то есть компактно упакованные волны, своеобразные электромагнитные цунами, которые ведут себя, как частицы.. По развитой в МГУ теории облучение лазерным светом дисков из таких нелинейных сред порождает в этих дисках движущиеся по кругу солитоны, в результате чего на выходе связанного с диском оптоволокна возникает последовательность импульсов, следующих друг за другом через время одного обхода солитоном окружности диска. В качестве резонатора физики использовали тогда миллиметровый диск из кристалла фторида магния. С его помощью им удалось получать импульсы-гребенки длительностью в 100-200 фемтосекунд.

В этом году российско-швейцарская команда закрепила успех и научилась напылять специальные микрорезонаторы для гребенок в чипах.

"Разница, конечно, огромная, – говорит один из российских соавторов статьи профессор физического факультета МГУ Михаил Городецкий. – Если в лазерах с синхронизацией мод для генерации импульсов используются сложные оптические устройства, среды и специальные зеркала, то мы получаем такие же стабильные импульсы в простом пассивном резонаторе, внедренном в микрочип и имеющем размеры не более 100-200 микрон".

Изменилось и качество гребёнок – теперь длительность импульсов удалось сократить со 100-200 до 30 фемтосекунд. Последнее достижение группы "Москва-Лозанна", по словам профессора Городецкого, не только самым категорическим образом снижает размеры, сложность и стоимость генераторов гребёнок, но вдобавок открывает новые горизонты для их использования в режимах, "недостижимых другими методами".

токарные станки, токарные станки алматы, токарные станки казахстан, станки алматы, станки купить в алматы, станки казахстан, станки в казахстане, станки в алматы, токарный станок алматы, фрезерный станок в алматы, ЧПУ алматы, токарный станок, токарный станок с ЧПУ, фрезерный станок, круглошлифовальный станок, координатно-расточной станок, гильотинные ножницы, трехвалковый вальцегибочный станок, вальцы, установка плазменного раскроя листа, установка лазерного раскроя листа, лазер, плазма, пресс, листогиб, гильотина, Станки металлообрабатывающие, Оборудование для нефтедобывающей, Оборудование для нефтеперерабатывающей промышленности, Подъемно-транспортное оборудование, Производственные линии, Складское оборудование, Оборудование для сварки, Оборудование для резки металла, Оборудование и запасные части для железных дорого и железнодорожних составов, Насосы, Электродвигатели, Бетононасосы, Сваебойные машины, токарные станки в Казахстане, токарные станки в Алматы, продажа станков в Казахстане, цены на станки, купить станки токарные, фрезерные, сверлильные, с ЧПУ, листогибы, гильотины, пресса, молоты, плазменную, лазерную резку, обрабатывающие центры

Сачак (Ламперия) http://www.emsien3.com/sachak от ЕМСИЕН-3
Дюшеме http://www.emsien3.com/дюшеме от EMSIEN-3

Оснащение производственных линий, поставка, сервис и ремонт станков, бетононасосов, и другого промышленного оборудования в Казахстане и странах СНГ, станки алматы, токарные станки, токарные станки алматы, станки купить в алматы, станки казахстан, станки в казахстане, станки в алматы, токарный станок алматы, фрезерный станок в алматы, ЧПУ алматы, токарный станок, токарный станок с ЧПУ, фрезерный станок, круглошлифовальный станок, координатно-расточной станок, гильотинные ножницы, трехвалковый вальцегибочный станок, вальцы, установка плазменного раскроя листа, установка лазерного раскроя листа, лазер, плазма, пресс, листогиб, гильотина, Станки металлообрабатывающие, Оборудование для нефтедобывающей, Оборудование для нефтеперерабатывающей промышленности, Подъемно-транспортное оборудование, Производственные линии, Складское оборудование, Оборудование для сварки, Оборудование для резки металла, Оборудование и запасные части для железных дорого и железнодорожних составов, Насосы, Электродвигатели, Бетононасосы, Сваебойные машины

Закажите звонок

zakaz tel