• Название:

    Свет усилит свет

  • Размер: 0.18 Мб
  • Формат: PDF
  • или
  • Название: СВЕТ УСИЛИТ СВЕТ
  • Автор: Unknown

Проект РФФИ и Фонда содействия МП НТС

СВЕТ УСИЛИТ СВЕТ
Избавиться от напичканных электроникой громоздких будок, стоящих,
как верстовые столбы, вдоль линий волоконно-оптической связи, можно будет
в самое ближайшее время благодаря разработке питерских физиков. При финансовой поддержке РФФИ (проект 02-02-08032) ученые сконструировали лазеры, которые позволяют значительно упростить усилители затухающих в
пути сигналов, передаваемых по стеклянным проводам.
Доп. информация: старший научный сотрудник Физико-технического института
им.А.Ф. Иоффе кандидат физико-математических наук Юрий Валерьевич Ильин, тел
(812) 247-99-97, ilyin@fti-optronic.spb.ru

Избавиться от напичканных электроникой громоздких будок, стоящих, как
верстовые столбы, вдоль линий волоконно-оптической связи, удастся благодаря
работе ученых из Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе. Речь идет о
прямых усилителях света в оптическом волокне, построенных на гетеролазерах
Конечно, вряд ли кого-нибудь, кроме специалистов, может порадовать новость, изложенная так: «питерским физикам удалось сделать мощные одномодовые гетеролазеры и волоконно-оптические модули для накачки рамановских
и волоконных усилителей». Однако если перевести это на обычный язык, то
окажется, что произошла небольшая сенсация. И касается она всех, кто пользуется Интернетом или IP телефонией.
Не секрет, что лазерный луч, многократно отражаясь внутри оптоволокна,
потихоньку затухает. Причин тому несколько, а результат один - если по дороге
от передающего устройства до приемного не поставить усилители, до цели сигнал не дойдет. Поэтому их и ставят через каждые 100 км. До сих пор, если речь
не идет о трансатлантических и подобных линиях, это были так называемые
электронно-оптические усилители. То есть каждые 100 км оптический сигналы
оцифровывают, усиливают, затем опять преобразуют в световой сигнал, и передают дальше. И каждый такой передаточный пункт - это будка размером с
трансформаторную, плотно заставленная сложным и дорогим оборудованием.
Новые лазеры позволяют заменить будку небольшой бочкой, в которой
окажется существенно меньше приборов. Главная идея - заменить электроннооптические усилители на оптические, то есть избежать преобразования света в
электричество и обратно. Именно с этой задачей и справляются созданные российскими физиками лазеры на гетероструктурах. В их основе - кристаллы довольно сложной структур. Наши ученые сначала рассчитали Их состав и строение, а затем научились выращивать в нужной форме, что само по себе было непросто.
1

Проект РФФИ и Фонда содействия МП НТС

"Может быть, самое интересное, что нам удалось сделать - это выяснить,
образно говоря, за какие веревочки надо дергать, чтобы лазеры получались с
нужными для волоконно-оптических линий связи характеристиками. Оказалось,
что важнейший параметр таких структур - это показатель преломления различных участков кристалла, вернее даже - соотношение этих показателей преломления. До сих пор на этот фактор не обращали особенного внимания, и как выяснилось - напрасно, - говорит руководитель проекта кандидат физ-мат наук
Юрий Ильин.- На самом же деле добиться необходимых величин показателей
преломления - все равно что пройти между Сциллой и Харибдой. Если эта разница будет слишком мала, лазер никогда не достигнет необходимой мощности
излучения, а если слишком велика - работа лазера будет нестабильна".
В результате работы, которую профинансировали РФФИ и Фонд содействия МП НТС, гетеролазеры у исследователей получились мощные, стабильные,
генерирующие пучок света с заданной длиной волны, причем достаточно узкий
для того, чтобы большая его часть попадала точно в торец световода.
Правда, возникает неминуемый вопрос - смогут ли отечественные производители выращивать кристаллы с заданной гетероструктурой, а если смогут - во
сколько это обойдется, и не дешевле ли использовать традиционные усилители.
Однако, по заверениям авторов, вырастить подобные гетероструктуры для
них не проблема. И хотя сами такие лазеры действительно неизбежно дороги, в
целом усиление сигналов, передаваемых по оптоволоконным сетям с их помощью, будет значительно проще, надежнее и в целом - дешевле.

2