НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ




26.09.2016

Физики разработали новый метод получения сверхточных оптических линеек

Ученые физического факультета МГУ под руководством профессора Михаила Городецкого в содружестве с коллегами из Швейцарии из Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством профессора Тобиаса Киппенберга разработали метод, позволяющий точно контролировать число оптических солитонов в микрорезонаторах, на которых основана современная фотоника.

Физики разработали новый метод получения сверхточных оптических линеек
Физики разработали новый метод получения сверхточных оптических линеек

Фотоника - динамично развивающаяся область современной физики. Одним из основных структурных элементов, на котором строится фотоника, является микрорезонатор. Резонатор является неотъемлемым элементом почти всех сложных оптических и микроволновых приборов. По сути, резонатор - это кольцевая ловушка для света, попав в которую, фотон движется по кругу, отражаясь от стенок. Сегодня микрорезонаторы применяются для стабилизации лазеров и в оптических фильтрах.

В своей работе, результаты которой опубликованы в журнале Nature Physics, ученые пытались решить задачу стабильной генерации оптических импульсов в резонаторах, иначе говоря, сделать так, чтобы каждый запущенный в него импульс (солитон) мог существовать долго. Второй целью эксперимента было создание условий, при которых число движущихся в резонаторе импульсов-солитонов легко можно было снизить до единицы. При этом спектр выходящего излучения имеет вид сверхстабильной оптической гребенки, которая может служить очень точной линейкой для оптических спектров.

В своей работе ученые рассматривали свойства двух оптических резонаторов. Первый тип изготовлен из оптического кристалла, фторида магния MgF2, второй был выполнен из нитрида кремния Si3N4 на чипе-подложке, имеющей толщину всего 1 микрон. Для запуска света в резонатор использовался лазер, свойства импульсов внутри резонатора измерялись на выходе спектрометром.

В ходе эксперимента был продемонстрирован метод, который позволяет гарантированно формировать один импульс, распространяющийся по кругу в резонаторе. В случае успеха эксперимента физики ожидали увидеть ровную спектральную гребенку - отличительный признак солитона. Кроме того, ученые в статье продемонстрировали разработанный ими новый очень эффективный метод наблюдения за жизнью солитонов в реальном времени, добавив к входному сигналу слабую фазовую модуляцию и регистрируя отклик на это возмущение. Этот подход открывает новые возможности для поддержания и стабилизации гребенок.

«Успехом эксперимента стало получение гарантированного односолитонного режима. Ведь у одного солитона спектр чище, и его легче измерять», - пояснил соавтор работы, аспирант физического факультета МГУ Григорий Лихачев.

Разработанная методика позволяет возбуждать в резонаторе некоторое неизвестное большое число солитонов, после чего сокращать их число последовательно на единицу, в итоге доводя число импульсов до единицы. Убирать один за другим лишние солитоны можно, фактически изменяя лишь частоту лазера, которым накачивается резонатор, подчеркивают ученые.

Оптическая гребенка - основа метода прецизионной лазерной спектроскопии, за которую в 2005 году была присуждена Нобелевская премия по физике. Научившись генерировать отдельные устойчивые солитоны внутри оптических резонаторов, физики могут использовать их в целом ряде задач, имеющих множество прикладных значений - от астрономии до сверхточных датчиков, например, когда необходимо измерить спектр неизвестного вещества. Используя два одинаковых оптических солитона и накладывая друг на друга их гребенки, ученые могут измерять оптические частоты, которые в силу их величины (порядка 200 терагерц, то есть с длиной волны 1500 нм) напрямую измерять сложно.

«Расстояние между зубьями двух гребенок меньше расстояния между зубьями отдельных гребенок, и если вы возьмете их разницу, то фактически можете измерять низкие частоты, которые попадают в радиодиапазон и вполне могут быть измерены современной электроникой», - пояснил Лихачев.

Потенциальное применение такого метода - измерения состава газа спектроскопическим методом в среднем инфракрасном диапазоне. Направив два оптических солитона в исследуемый газ по обычному оптическому волокну, на выходе в их спектре можно зафиксировать провалы, связанные с определенными линиями поглощения.


Источники:

  1. gazeta.ru


ИНТЕРЕСНО:
  • 'Ростех' показал компьютеры на базе российских процессоров 'Эльбрус-8С'
  • 'Байкал Электроникс' выполнила очередной этап проекта по промышленному производству микропроцессоров
  • Представлен самый сложный на сегодняшний день микрочип, изготовленный из двумерного материала
  • Инженеры IBM уместили 30 млрд транзисторов на чип размером с ноготь
  • Samsung может обогнать Intel и стать производителем чипов №1
  • Отечественный персональный компьютер 'Эльбрус-401 РС' пошёл в серийное производство
  • Появился первый официально признанный «полностью российский чип»
  • 'Ангстрем' представил полностью отечественную линейку изделий силовой электроники
  • Samsung первой в мире запустила производство 10-нанометровых чипов
  • На базе российского процессора КОМДИВ-64 создан защищенный компьютер для военных
  • Названа цена разработки российских процессоров «Эльбрус»
  • В России разработан микроконтроллер «электронного мозга» для транспорта и робототехники
  • «Ангстрем» разработал уникальные космические транзисторы
  • Микрон вошёл в ОЭЗ с проектами производства чипов 65-45-28 нм и собственной территорией
  • Основной российский производитель электролитических конденсаторов получил 280 млн на новый импортозамещающий проект
  • В Томске разработана технология синтеза вещества для производства прозрачной электроники
  • У нас тут своя архитектура
  • Роберт Бауэр - создатель SAGFET-транзисторов
  • В России выпустили 6-ядерный 40-нм процессор
  • После 4 лет простоя Егоршинский радиозавод модернизирует производство
  • Завод радиоэлектроники открыт 'Микраном' в Томске
  • Джек Сент Клер Килби - изобретатель интегральных схем






  • © Сенченко Антонина Николаевна, Злыгостев Алексей Сергеевич, 2010-2017
    При копировании обязательна установка активной ссылки:
    http://rateli.ru/ 'rateli.ru: Радиотехника'