Исследователи Научного центра «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого впервые обнаружили оптический эффект, который в перспективе позволит снизить стоимость телекоммуникационного оборудования. Об этом они рассказали в беседе с «Лентой.ру».
Ученые отмечают, что это станет возможно за счет замены дорогостоящих кристаллических элементов для управления световыми потоками на элементы из стекла.
Ранее группа ученых научно-исследовательской лаборатории «Многофункциональные стеклообразные материалы» НЦМУ СПбПУ впервые опытным путем получила гигантское (в 15 раз) усиление сигнала второй оптической гармоники в поляризованных стеклах.
Появление второй оптической гармоники — это физическое явление, при котором кванты света, проходя через оптически нелинейные материалы, объединяются и образуют кванты с удвоенной энергией. Например, за счет генерации второй гармоники невидимое излучение инфракрасного лазера преобразуется в зеленый свет. Эти же материалы дают возможность управлять световыми лучами, прикладывая к материалу электрическое напряжение, то есть создавать электрооптические устройства.
Исследователи СПбПУ впервые доказали, что дополнительная холодная поляризация натриево-силикатного стекла при комнатной температуре приводит к увеличению интенсивности второй гармоники более чем на порядок. А это может повлиять на стоимость оборудования.
«После дополнительной холодной поляризации нелинейные свойства стекла приближаются к нелинейным свойствам кристаллического ниобата лития, который широко используется на рынке телекоммуникаций», — сообщили ученые.
Натриево-силикатные стекла, в которых наблюдается этот эффект, стоят гораздо дешевле кристаллического ниобата лития и других кристаллов. Это обусловливает коммерческую привлекательность
«Полученный фундаментальный результат — это новый взгляд на природу оптической нелинейности в поляризованных щелочесодержащих стеклах. Примечательно, что процесс холодной поляризации можно повторять многократно. После релаксации нелинейности, которая неизбежно происходит через какое-то время, можно повторить холодную поляризацию, чтобы восстановить усиление нелинейного оптического сигнала», — прокомментировала заведующая лабораторией, доктор физико-математических наук Валентина Журихина.
Ученый поделилась, что в экспериментах лаборатории проводилось пять последовательных циклов «релаксации — холодной поляризации».
«Даже после последнего цикла мы наблюдали усиление нелинейного сигнала на уровне примерно 50 процентов по сравнению с первым циклом», — добавила она.
В дальнейшем ученые лаборатории планируют продолжить исследования физики процесса холодной поляризации и зависимости величины полученного эффекта от режимов обработки стекол.
Также ученые лаборатории поделились, что программа исследований НЦМУ до 2025 года содержит 35 научных тематик по совершенно разным направлениям. НЦМУ «Передовые цифровые технологии» программы развития «Приоритет 2030» национального проекта «Наука и университеты» — консорциум из 4-х организаций: СПбПУ, СПбГМТУ, ТюмГУ, НИИ гриппа имени А.А. Смородинцева Минздрава России.
Ранее ученые из Национального института науки и технологий Ульсана (UNIST) разработали неинвазивный способ определения уровня глюкозы в крови.