Прислала
Наталья Гребнева
Фото: пресс-служба ИрГТУ
Молодой иркутский ученый получил грант на 800 тыс. рублей на исследования в области волоконных технологий. Денис Богданович намерен разработать систему расчета соединения оптического волокна с жидкими кристаллами. Его работа может привести к значительному удешевлению оптоволокна и, следовательно, к скачку в развитии современных систем связи.
Денис Богданович из отдела лазерной физики и нанотехнологий Иркутского политеха (ИрГТУ) получил грант Фонда фундаментальных исследований России (РФФИ). 800 тыс. рублей ученому принесла его работа по изучению волоконных жидкокристаллических (ЖК) световодов. Эта работа в конечном счете увеличит эффективность и сильно удешевит материалы на основе оптоволокна. Практическое применение исследования возможно во множестве сфер — от беспроводной связи до различных лазеров. Исследование повлияет и на производственные процессы — к примеру, упростит процесс холодной сварки.
Первую часть денег РФФИ выдаст уже в этом году, а второй транш ученые получат в 2015-м. Следующим шагом своего исследования Богданович видит создание уже конкретного экспериментального образца световода. Он рассчитывает, что ему и его коллегам из Научного центра волоконной оптики в Москве и Гонконгского университета науки и технологий удастся на основе полученных результатов получить образец с заданными параметрами уже в 2015 году.
Но сначала, перед тем как создать световод с заданными оптическими свойствами, нужно научиться его рассчитывать. Именно это является моей задачей в проекте — научиться рассчитывать структуру и оптические свойства волоконных ЖК-световодов с полой сердцевиной.
Ученый совсем недавно вернулся из Гонконга, где в Центре дисплейных исследований Гонконгского университета науки и технологий изучал возможность применить жидкие кристаллы в волоконных приложениях.
Прислала
Наталья Гребнева
Фото: пресс-служба ИрГТУ
Преимущество применения жидких кристаллов в волоконных приложениях состоит в том, что можно исключить электронную компоненту. В настоящее время основное ограничение скорости передачи данных в волоконно-оптических линиях связи состоит в том, что оптический сигнал преобразуется в электрический, а затем снова в оптический. Задача состоит в том, чтобы управлять светом, влиять на него, минуя преобразование сигналов. При этом ЖК-световоды будут использоваться как элементы различных устройств. Когда световоды заполняются жидкими кристаллами, появляется возможность управлять их уникальными оптическими свойствами, а значит, производить волоконные устройства для различного применения. В фотонике, например, это перестраиваемые фильтры или контроллеры поляризации света.
Иркутский ученый в ходе стажировки заполнял специальным ЖК-веществом экспериментальный образец волокна, который группе предоставили коллеги из столичного Научного центра волоконной оптики. Задача Дениса и его коллег состояла в том, чтобы создать в волокне слои, чувствительные к внешнему световому воздействию. Для этого Богданович исследовал изменения оптических свойств волокна под действием ультрафиолетового излучения различной поляризации.
Даже в мировом масштабе эти исследования очень новы. Но в первую очередь они перспективны в волоконно-оптических системах связи как передающая среда. Ныне стоимость таких волокон очень высока — примерно 1000 долларов за метр. Но благодаря исследованиям группы Богдановича можно надеяться, что их стоимость снизится и они станут доступными для производства волоконно-оптического кабеля уже в ближайшие 5–6 лет. Также напомню, что эти световоды уже применяются в качестве компенсаторов дисперсии в волоконных системах связи. Буквально это значит следующее: они достаточно легко и с малыми потерями привариваются к стандартному оптическому волокну и совмещаются с другими элементами волоконно-оптических систем.
Прислала
Наталья Гребнева
Фото: пресс-служба ИрГТУ
Кроме того, что создание ожидаемого световода в разы удешевит связь и производство различных приборов, ученые уверены, что можно рассчитывать на серьезный рост эффективности некоторых процессов.
Тут уже возникает большой интерес для создания эффективных рамановских лазеров и усилителей, а также генераторов континуума и оптических переключателей. Самой интересной я бы, пожалуй, назвал идею создать генератор суперконтинуума — источник белого света с очень высокой энергояркостью. Подобные источники можно применять, например, в спектроскопии и метрологии. Очевидно, что такие световоды со сплошной световедущей жилой могут с успехом применяться в широкополосных волоконно-оптических сетях уже в ближайшие годы.
Сам Богданович рассказывает, что в ходе трехнедельной стажировки вместе с коллегами из Китая и Польши осваивал тонкости работы с жидкокристаллическими материалами.
Пока я только изучил методику заполнения волокна ЖК-материалом. Сложность состояла в том, что все эти структуры микронного размера, а заполнить волокно нужно было селективно: одни полости оставить открытыми, другие — закрытыми. Уже ясна перспективность исследований, но я не могу сказать точно, сколько лет понадобится, чтобы результаты моей работы нашли практическое применение в производстве и т. д. Попробую обозначить примерные сроки так: не в ближайшие два года точно. А максимальный срок — скажем, я не посвящу всю свою карьеру этой теме. Через несколько лет займусь уже другим направлением.
Прислала
Наталья Гребнева
Фото: пресс-служба ИрГТУ
Ближайшим итогом иркутских, московских и гонконгских исследований ученые называют научные статьи и международные патенты. Но при этом они не спешат принимать предложения от инвесторов, как иностранных, так и российских.
Сейчас важно понять, насколько экспериментальные данные соотносятся с расчетными, и изготовить прототип. После будет ясно и время, необходимое для дальнейших исследований, и требуемая сумма на них.
Хорошо, что у нас уже есть хороший задел по части фундаментальных исследований по этой теме. К примеру, в том же Иркутском техническом университете есть отличная инфраструктура для исследований. Неудивительно, что наши молодые ученые ставят такие прорывные эксперименты.
Ролик о том, как работает оптоволоконная связь.
Видео
Видео: modelist-konstruktor.com/youtube.com
Рафаєль В. Макаров
1 комментарий к материалу.