05.03.2019 23:19
Новости.
Просмотров всего: 3840; сегодня: 2.

Физик КФУ совместно с группой ученых разработал новое устройство для оптических систем связи

Физик КФУ совместно с группой ученых разработал новое устройство для оптических систем связи

Микроскопический квантовый прерыватель предназначен для создания дискретных импульсов света из непрерывного лазерного излучения.

Новое устройство, работающее на основе квантовых принципов, вскоре может заменить подобные механические, которые широко используются в настоящее время.

«На пути лазерного пучка ставится диск с отверстиями определенной формы. Он быстро вращается, и лазерный свет то прерывается, то проходит через отверстие. Тогда на выходе получаются дискретные импульсы, – рассказывает о принципах действия механического прерывателя света главный научный сотрудник Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН и главный научный сотрудник лаборатории «Космология» Казанского федерального университета, профессор Владимир Мостепаненко. – Для получения импульсов одной и той же продолжительности нужно, чтобы этот диск вращался со строго постоянной угловой скоростью. Поддерживать скорость с очень высокой точностью крайне сложно. Если угловая скорость вращения чуть-чуть меняется, то на выходе получаются уже не вполне одинаковые импульсы».

Группа российских физиков (Владимир Мостепаненко, Галина Климчицкая и Виктор Петров) совместно с научной группой, которой руководит профессор Дармштадтского технического университета (Германия) Тео Чуди, придумала новое устройство – квантовый прерыватель лазерных пучков света, который использует баланс между световым давлением и силой Казимира. Эффект Казимира – это взаимное притяжение двух расположенных на расстоянии в десятки и сотни нанометров друг от друга проводящих незаряженных тел под действием квантовых флуктуаций вакуума.

«Предложенный нами квантовый прерыватель для создания дискретных световых импульсов представляет собой микрорезонатор Фабри-Перо, состоящий из двух параллельно расположенных и обращенных друг к другу зеркал, одно из которых, например, правое, может отклоняться под действием светового давления и силы Казимира, – объясняет Владимир Михайлович. – Если расстояние между зеркалами L составляет всего половину длины волны света, падающего на резонатор, он начинает проявлять интересные свойства (для видимого света L изменяется в диапазоне 200-400 нанометров). При выполнении данного условия давление света в микрорезонаторе Фабри-Перо резко усиливается, что приводит к отклонению правого зеркала и к уменьшению величины силы Казимира, притягивающей зеркала друг к другу. В результате условие резонанса в зазоре микро-резонатора нарушается и излучение, которое там накопилось, выходит наружу. При этом сила Казимира возвращает правое зеркало в исходное положение, условие резонанса восстанавливается и все повторяется сначала. Таким образом, наличие в зазоре микрорезонатора Фабри-Перо баланса между силой Казимира и силой светового давления, совпадающих в определенные моменты по величине, но отличающихся знаком, приводит к цикличности работы этого устройства».

Ученый отмечает, что при помощи разработанного российско-немецкой группой микроустройства, можно создавать требуемую периодичность световых импульсов в оптических системах коммуникации. Главное преимущество квантового прерывателя, по сравнению с механическим, заключается в том, что он работает без ошибок, возникающих за счет не вполне равномерно вращающихся деталей.

Российские физики осуществляли теоретические разработки, связанные с созданием нового микроустройства. По результатам исследований ими опубликована статья в престижном международном журнале Physical Review Applied. Кроме того, полученные результаты были представлены на двух международных конференциях, состоявшихся в 2018 году в Санкт-Петербурге и в Варшаве. Все экспериментальные работы в настоящее время проводят немецкие ученые.


Ньюсмейкер: Казанский федеральный университет — 855 публикаций
Поделиться:

Интересно:

В Москве представили книгу о юных защитниках Родины времен ВОВ
29.03.2024 11:42 Новости
В Москве представили книгу о юных защитниках Родины времен ВОВ
В Музее военной формы Российского военно-исторического общества состоялась презентация книги «Юные защитники Родины. Память о вас никогда не умрет». В мероприятии приняли участие: Советник Председателя Российского военно-исторического общества Ростислав Мединский, заместитель начальника...
Как законно снизить налоговую нагрузку
28.03.2024 17:56 Консультации
Как законно снизить налоговую нагрузку
Предприниматели имеют право и законную возможность уменьшать налоги. Одна из самых очевидных мер – подбор оптимального налогового режима. Так, многим предпринимателям доступна упрощенная система налогообложения (УСН) с простой и понятной формой отчетности, ставкой до 6 или 15% в зависимости от...
О своих мечтах об отдыхе поделились российские дети
28.03.2024 12:18 Аналитика
О своих мечтах об отдыхе поделились российские дети
В преддверии II Всероссийского конкурса юного художника «Место в России, где я мечтаю побывать», который стартует 1 апреля 2024 года, эксперты Национального туроператора Алеан рассказали, куда хотели поехать дети, исходя из анализа работ прошлого года. Дети в возрасте от 6 до 15 лет поделились...
562 года назад на престол взошёл Иван III
28.03.2024 10:44 Новости
562 года назад на престол взошёл Иван III
В историю он вошел в первую очередь как собиратель русских земель и, по сути, создатель единого государства Российского, созидатель и мудрый дипломат – при Иване III не только расширяются границы, но и создается прообраз системы управления страной – пишутся единые законы, утверждается...
Ранее неизвестные петроглифы описали российские ученые
27.03.2024 18:03 Новости
Ранее неизвестные петроглифы описали российские ученые
Группа ученых из Кемеровского государственного университета во главе с доктором исторических наук Ольгой Советовой описала ранее неизвестные петроглифы, обнаруженные в ходе экспедиций последних трех лет. Среди найденных рисунков неожиданно оказалось и крайне редкое изображение парохода. Основной...