Naujas rekordas
Mokslininkai iš Bell'o laboratorijų pirmieji pasaulyje sugebėjo dideliame atstume perduoti daugiau kaip trijų terabitų per sekundę spartos duomenų srautą, pasiųsdami rekordinius 3,28 Tb/s 300 km ilgio eksperimentinės Lucent Technologies optinės skaidulos TrueWave atkarpa. Buvo naudojamos trys 100 km ilgio atkarpos, kuriomis įprastine C dažnių juosta buvo persiųsti po 40 Gb/s keturiasdešimt skirtingų bangos ilgių (spalvų) kanalų ir taip pat po 40 Gb/s 42 ilgabangės L dažnių juostos skirtingais bangos ilgiais. Buvo naudojama tankioji bangos ilgių sutankinimo (DWDM - Dense Wavelength Division Multiplexing) technologija bei paskirstytasis Ramano stiprinimas, leidžiantis optinėje skaiduloje stiprinti ja sklindančius signalus. Šie bandymai rodo, kad 40 Gb/s sistemas galima panaudoti ir kai atstumai tarp kartotuvų yra tokie, kokie yra dabartiniuose optinio ryšio tinkluose.
Į viršų
Lazeriu į akį
Sudie, gremėzdiški kibernetiniai akiniai, - ateityje kompiuterio ekranu gali tapti pati akis. JAV mokslininkai praneša, kad jų sukurta naujoviška lazerinė sistema suprojektuoja monitoriaus vaizdo detales tiesiog žmogaus akies tinklainėje.
Firmos Microvision specialistai sukūrė tinklainės skenavimo displėjų (RSD - Retinal Scanning Display), kuriuo naudojantis greitai bus įmanoma naršyti televizijos dydžio Interneto tinklapiuose be jokio monitoriaus.
Labai silpni displėjaus lazerių pluošteliai piešia akies tinklainėje vaizdus. Vaizdai gali būti imami iš kameros arba prijungto kompiuterio. Taškas po taško, panašiai kaip tai yra daroma televizoriuje, į biologinį ekraną yra perkeliamas visas vaizdas.
Tokio įrenginio prototipas šiemet bus bandomas klinikoje. Mokslininkai tikisi rimtos gydytojų pagalbos, nes prietaisą galės naudoti ir chirurgai - vienu metu stebėti operuojamąjį pacientą ir kompiuterio rodomą jo rentgeno nuotrauką.
Į viršų
Lazeris sustiprina atvaizdą be triukšmo
JAV Nortwestern universiteto mokslininkai atliko eksperimentą, kurio metu pademonstravo, kaip galima sustiprinti silpną atvaizdą išvengiant grūdėtumo atsiradimo. Šio universiteto Elektros ir kompiuterių departamento profesorius Prem Kumar kartu su savo kolegomis eksperimente panaudojo labai jautrų optinį parametrinį stiprintuvą. Optinio parametrinio stiprintuvo pagrindinis privalumas yra tas, kad juo kintantys erdvėje ir laike atvaizdai gali būti stiprinami išvengiant triukšmų atsiradimo. Šiame eksperimente esant parametriniam stiprinimui krentantis į netiesinį optinį kristalą pradinis infraraudonosios bangos ilgio signalas buvo stiprinamas krentančio kaupinamos žalios spalvos spinduliavimo, kurio fotonai sužadino ir sustiprino infraraudonųjų bangos ilgių fotonų poras, ta pačia kryptimi ir laiko momentu. Taigi kristalo išėjime buvo stebimas žymus infraraudonosios bangos ilgio fotonų, išsidėsčiusių erdvėje ir laike kaip ir pradinio signalo fotonai, padidėjimas.
Tyrinėtojų iš Nortwestern universiteto optinio parametrinio stiprintuvo eksperimentinę įrangą sudarė kalio ir titano fosfato (KTP) kristalas, kaupinamas aliuminio itrio granato, legiruoto neodimiu (Nd:YAG), lazerio antra harmonika (bangos ilgis - 532 nm). Pavyzdys su dvigubu plyšiu buvo naudojamas kaip šablonas, kurį reikėjo sustiprinti. Praėjusi šabloną, lazerio 1064 nm bangos ilgio spinduliuotė kartu kaupinančiu spinduliu krisdavo į KTP kristalą. Sustiprinta 1064 nm bangos ilgio signalo spinduliuotė buvo registruojama ir skenuojama indžio galio arsenido (InGaAs) fotodetektoriumi. Eksperimentas parodė, kad maksimalus stiprinimas KTP kristale vyksta tada, kai kaupinimo spinduliavimo momentinis dažnis (fazė) yra suderinamas su krentančio infraraudonojo signalo spinduliavimo faze. Fazių suderinimui buvo naudojama speciali grįžtamojo ryšio grandinė, kurios pagrindinis elementas buvo pjezodaviklis. Buvo pastebėta, kad tuo atveju, kai infraraudonojo signalo spinduliavimas nekoreliuoja su kaupinimo spinduliavo (jų fazės nesutampa), naujai sukurtos infraraudonųjų fotonų poros interferuoja su sustiprintomis infraraudonojo signalo fotonų poromis ir tai sąlygoja triukšmų signalo atsiradimą. Kai abiejų spinduliavimų fazės yra suderintos, infraraudonosios fotonų poros, atsiradusios iš kaupinimo spinduliavimo ir pradinio signalo spinduliavimo, yra vienodos fazės ir yra stiprinamos be triukšmo.
Profesorius P. Kumar yra įsitikinęs, kad šis optinio parametrinio betriukšmio signalo stiprinimo metodas bus taikomas daugelyje sričių. Visų pirma tose srityse, kuriose silpną koherentinės šviesos signalą reikia pakankamai sustiprinti, išryškinti. Manoma, kad šis metodas efektyviai gali būti pritaikytas lazeriniuose radaruose bei medicinoje, kur panaudojant lazerius ir netiesinės optikos metodus yra gaunami įvairių gyvų audinių atvaizdai.
Į viršų
Mažyčiai lazeriai
Lazeriai, kuriuos dar taip neseniai ieškota kur tinkamai pritaikyti, dabar įsikūrė daugybėje vietų: nuo kompaktinių plokštelių grotuvų namuose iki brūkšnelinio kodo nuskaitymo parduotuvėse. Daugelis šių taikymų lazerių yra daromi kiek galima mažesni, patogiai įtaisant juos adatos smaigalyje. Bet pati naujausia lazerio rūšis yra ne didesnė už bakteriją. Tokie lazeriai, aprašyti žurnalo Applied Physics Letters straipsnyje, bus gaminami maišant mėgintuvėlyje chemikalus.
Nuo paprastos šviesos lazerinė spinduliuotė skiriasi tuo, kad jo šviesos bangų svyravimai žengia koja kojon - yra susinchronizuoti. Šviesą spinduliuoja medžiaga, kuri prieš tai yra sužadinama - jai suteikiama papildoma energija, kuri išsiskiria šviesos bangų pavidalu. Sinchronizavimas atsiranda dėl to, kad dalis šviesos pati priverčia medžiagą spinduliuoti. Šviesa sukaupiama ertmėje, kurios abiejuose galuose yra veidrodžiai. Ji atsispindėdama nuo vieno ir kito veidrodžio kiekvieno lėkio per ertmę (rezonatorių) metu sužadina dar didesnę spinduliuotę. Galiausiai šviesa pliūpteli per vieną iš veidrodžių, kuris iš anksto padaromas truputį skaidrus.
Pačiuose mažiausiuose lazeriuose sužadinamoji medžiaga paprastai yra nedidelis puslaidininkio strypelis, spinduliuojantis šviesą, kai per jį leidžiama elektros srovė. Tokie prietaisai yra maždaug dešimtosios milimetro dalies dydžio - atrodo nedideli, bet, lyginant su silicio mikroschemose esančiais komponentais, vis tiek dar dideli gremėzdai. Pastarąjį dešimtmetį buvo sukurti naujos rūšies dar mažesni puslaidininkiniai lazeriai. Šie vadinamieji mikrolazeriai yra kelių tūkstantųjų milimetro dalių dydžio.
Mikrolazerių veidrodžių atspindžio koeficientai labai dideli; juos sudaro plonų skirtingų puslaidininkių sluoksnių sumuštinis. Tokie sumuštiniai, vadinami Braggo veidrodžiais, atspindi daugiau nei 99 proc. į juos krintančios tam tikro bangos ilgio šviesos.
Galima įsivaizduoti, kad tokius mikroskopiškus sumuštinius pagaminti yra labai sunku. Bet Hui Cao ir jo kolegos iš Ilinojaus valstijoje (JAV) esančio Northwestern universiteto aprašė mikrolazerį, surinktą kolboje su cheminiais reagentais. Naudodami paprastą cheminę procedūrą jie gamino vos kelių nanometrų dydžio cinko oksido puslaidininkio daleles. Tam tikrose sąlygose šios nanodalelės sukimba tarpusavyje į nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių nanometrų dydžio agregatus.
Deja, šioms sankaupoms nebūdingas žavus Braggo veidrodžių tvarkingumas. Greičiau atvirkščiai: jos tėra atsitiktinis nanodalelių kratinys. Bet būtent šito ir troško Cao ir jo kolegos. Nanodalelės yra tokios mažytės, kad jos išsklaido trumpų bangos ilgių (ultravioletinę) spinduliuotę panašiai kaip vandens lašeliai debesyse sklaido saulės šviesą. Jeigu šie sklaidos centrai išsidėstę visiškai netvarkingai, šviesa negali sklisti jokia kryptimi - ji yra pagaunama.
Cao ir jo bendradarbių paruoštose sankaupose lokalizuota šviesa sukuria optinius rezonatorius. Jeigu cinko oksidas bus kaupinamas kito lazerio pluošteliu, jis bus verčiamas spinduliuoti. Mokslininkai iššovė į sankaupas tradicinio trumpabangio lazerio impulsais ir pamatė, kad jos gali spinduliuoti labai siauroje spektrinėje srityje, kas paprastai yra laikoma lazerinės veikos įrodymu.
Cao ir jo kolegos tvirtina, jog jų ultravioletinį mikrolazerį yra žymiai paprasčiau ir pigiau pagaminti nei įprastinius prietaisus su Braggo reflektoriais. Bet vienas šio metodo trūkumas yra tas, kad tokių lazerių savybes yra kur kas sunkiau kontroliuoti, nes spinduliuotės bangos ilgis parenkamas visiškai atsitiktinai. Skirtingos sankaupos, priklausomai nuo sukurtojo rezonatoriaus dydžio ir nanodalelių padėties jame, spinduliuos skirtingo bangos ilgio šviesą.
Į viršų
Chromoforai - naujos medžiagos didelės spartos ryšio sistemoms
Nedidelės margos molekulės, vadinamos chromoforais, ateityje gali gerokai padidinti tinklais perduodamų duomenų spartą. Šiuo metu optinio ryšio tinklais informacija dažniausiai sklinda 2,5 Gb/s greičiu. Naujieji chromoforų pagrindu sukurti prietaisai galės tą greitį padidinti iki 100 Gb/s. Apie tai JAV chemiko Larry Daltono vadovaujama grupė mokslininkų pranešė žurnale Science.
Norint duomenis, pavyzdžiui, Interneto informaciją, siųsti šviesolaidiniais tinklais, kompiuterių sukuriamus elektrinius signalus reikia paversti šviesos impulsais. Šią užduotį atlieka elektrooptiniai moduliatoriai. Iki šiol jie buvo gaminami iš kristalų, turinčių vieną reikšmingą trūkumą - jų valdymui yra būtina palyginti didelė, apie 5 V elektros įtampa.
Tuo tarpu chromoforams pakanka mažiau nei vieno volto. Pasak mokslininkų, šitaip pagerėja ne vien perdavimo kokybė. Mažiau sunaudojama energijos, todėl prietaisas dėl to mažiau įkaista. Savo ruožtu, tai leidžia patalpinti moduliatorių šalia kitų irgi šilumą skleidžiančių ryšių sistemos komponentų.
Berlyno Heinricho Hertzo ryšių technikos instituto inžinierius Reiholdas Ludwigas į naujovę žiūri su didelėm abejonėm. Jis mano, kad Daltono darbas yra daugiau fundamentalaus pobūdžio. Norint šiuos rezultatus pradėti diegti praktikoje, teks įveikti dar nemažai įvairių problemų.
Į viršų
|