Skaidulinis stiprintuvas juostai
Šiuolaikinėse optinio ryšio
sistemose įrengti erbiu legiruoti skaiduliniai stiprintuvai veikia, kai
šviesos bangos ilgis šiek tiek viršija 1530
nm, o erbio stiprinimo koeficientas yra didelis, todėl pakanka nedidelių
kaupinimo intensyvumų. Trumpabangių
arba S juostos (Shortwave) sistemų
kūrimas komplikuotas, nes sustiprinta savaiminė spinduliuotė ASE
(Amplified Spontan Emission), vykstanti
ties 1530 nm riboja apgrąžą, o tuo
pačiu ir optinį stiprinimą.
Skaidulos lūžio rodiklio profilis (kairėje). Jame galima matyti, kaip fluoru legiruotoje zonoje lūžio rodiklis mažesnis už silicio oksido. Tokios skaidulos stiprinimas S juostoje pateiktas dešinėje paveikslėlio dalyje.
Kompanijos Lightwave Electronics (JAV) specialistai,
panaudoję naujovišką skaidulą ir paskirstytą
ASE slopinimą S juostoje, gavo 1500 nm bangos ilgiui 37 dB stiprinimą ir 5
dB lygio triukšmus. Skaidula turi dvigubą apvalkalą (4 µm legiruota
šerdis, 22 µm skersmens suspaustas
apvalkalas), skaitmeninę apertūrą, lygią
0,22, nuostolius, neviršijančius 5 dB/km
ir pagrindinės modos nukirtimo bangos ilgį apie 1530 nm. Šerdį sudaro 2,5
% germanio oksido, 5,5 % aliuminio oksido, 92 % silicio oksido ir 0,15 %
erbio, o apvalkale yra 3 % fluoro, 0,5 % fosforo oksido ir 96,5 % silicio
oksido. Skaidulos lūžio rodiklio
profilis (žr. pav.) daro ją vienmode
plačiame bangos ilgių ruože nuo 1470 iki
1530 nm. ASE nesklinda skaidula, todėl ji nėra stiprinama ir neįtakoja
kaupinimo galios.
Į viršų
Optiniame perjungiklyje panaudotas MEMS aktuatorius
Elektronikos ir telekomunikacijų institute iš Taejono miesto
Pietų Korėjoje sukurtas mikroelektromechaninis (MEMS) aktuatorius,
kuris idealiai tinka pigiems ir efektyviems optiniams perjungikliams.
Mokslininkai jau pademonstravo, kaip tokie aktuatoriai veikia įjungti į 2x2
perjungiklių matricą.
Aktuatorių sudaro lanko formos spyruoklė, kurios ilgis yra mažiau
nei vienas milimetras. Spyruoklė lankstosi į kairę ir į dešinę prisijungdama
prie U raidės formos darinių galuose
esančių plokštelių. Pats aktuatorius
įtaisytas virš magneto, todėl, elektros
srovei tekant prietaisu, magnetinis laukas sukuria spyruoklę atlenkiančią
jėgą. Spyruoklė peršoka į naują
padėtį; sakykime, iš kairės į dešinę, ir
pasilieka ten tol, kol teka srovė. Srovę
išjungus, spyruoklė atšoka atgal.
Prototipiniame optiniame perjungiklyje prie spyruoklių buvo
pritvirtinti mažyčiai veidrodėliai, kurie
judėjo į šonus per 60 mikronų.
Perjungiklis puikiai veikė ir po 1 milijono
darbo ciklų, bei po to, kai buvo tyčia
numestas ant betoninių grindų iš 1
m aukščio. Mokslininkai tikisi, kad naujoji sistema puikiai tiks
praktikoje naudojamuose ryšių įrenginiuose.
Į viršų
Šviesos tinklą audžia vorai
Kas atsitiks, jeigu plonytę voratinklio giją padengsite stiklu, o po
to pakaitinsite? Yushan Yan mano, kad taip galima išspręsti svarbią
fotonikos problemą - kaip pagaminti labai
plonus tuščiavidurius optinius
šviesolaidžius, galinčius sujungti šviesos
pluošteliais pačius sparčiausius
nanoelektronikos grandynus. Yan ir jo kolegos iš Kalifornijos universiteto
Riversaide tikisi, kad tokia technologija greitai sudarys galimybę pagaminti
tuščiavidures skaidulas, kurių
šerdies skersmuo bus vos 2 nm, arba 50 000 kartų plonesnis nei žmogaus
plauko storis.
Madagaskaro voro gija buvo sėkmingai panaudota gaminant plonesnę skaidulą.
Greta fotonikos, skaidulos iš vorų šilko galės būti naudojamos ir
didinant optinių mikroskopų skyrą
arba nanometriniuose sensoriuose, sugebančiuose įsiurbti po vieną tam
tikros medžiagos molekulę.
Tuščiavidurės skaidulos yra
gaminamos stebėtinai paprastai, panašiai, kaip kad merkiant dagtį į vašką yra
gaminamos žvakės. Grupė paėmė 1
cm ilgio milžiniško voro, gyvenančio
Madagaskare Nephila madagascariensis voratinklio giją. Jos galus jie
priklijavo prie kortelės ir kelis kartus
įmerkė šilką į tetraetilo ortosilikato tirpalą.
Po to skaidula buvo palikta džiūti ir
atkaitinta 420 oC temperatūroje,
kurioje šilkas išdegė ir liko tik 1
mikrono skersmens tuščiaviduriai
kvarciniai vamzdeliai.
Plonesnės skaidulos gaminimas, naudojant voro giją.
Toliau bus pabandyta pagaminti dar plonesnes skaidulas naudojant
patį ploniausią, 10 nm skersmens
šilką, audžiamą Pietryčių Azijoje
gyvenančio voro Stegodyphus
pacificus. Įskaitant susitraukimą kepinant, galima
tikėtis, kad kiaurymės skersmuo bus tik 2 nm. Dabartiniais metodais
galima pagaminti ne plonesnius nei 25 nm šviesolaidžius.
Į viršų
Europa išbandys lazerinį ryšį su mėnulio zondu
Kitais metais Europos Kosminės agentūros inžinieriai nutaikys 60
kW galios lazerio pluoštą į nedidelį
erdvėlaivį, besisukantį apie Mėnulį.
Bet jie nebandys to erdvėlaivio sunaikinti. Lazeris bus naudojamas
bandant naują šviesos ryšio sistemą, skirtą
surinkti kuo daugiau kosminių zondų siunčiamos informacijos.

Ryšio su kosminiais zondais pagerinimas
pastaruoju metu tapo itin aktualus. Tobulėjant vaizdų gavimo
sistemoms, jų sukuriami duomenų
srautai pradeda užkimšti nedidelės
pralaidos radijo ryšio kanalus, kuriais tie duomenys siunčiami
į Žemę. Tokios organizacijos
kaip NASA Deep Space Network (tolimojo kosmoso tinklas)
- Žemėje įrengtas daugybės radijo
lėkščių rinkinys, palaikantis ryšį su
labai nutolusiais erdvėlaiviais - reikalauja vis platesnės ir platesnės dažnių
juostos. Galimas šios problemos sprendimas - naudoti tuos pačius artimojo
infraraudonojo diapazono dažnius, kurie yra naudojami skaidulinėse
optinio ryšio sistemose. Jos turi apie 100 kartų didesnę ryšio kanalų pralaidą
už šiandieninius kosminius ryšius.
ESA ne taip seniai išbandė lazerinį ryšį tarp orbitoje besisukančių
palydovų, bet ryšys su greitai
judančiu objektu už 400 000 km dar
niekada nebuvo užmegztas. Tas objektas bus zondas SMART-1, kurį numatoma
paleisti rugpjūčio mėnesį ir kuriame
bus kameros, registruosiančios Mėnulio paviršiaus spinduliuojamus
infraraudonuosius, matomus ir Rentgeno spindulius.
SMART-1 turės atskirą infraraudonąją kamerą, kuri visą laiką bus
nukreipta į Kanarų salose esančioje
stotyje įrengtą lazerį. ESA sako, kad
kameros nutaikymo tikslumą galima palyginti nebent su dešimties centų
monetos pamatymu vieno kilometro nuotoliu. Kol kas
duomenys nebus perduodami; bus apsiribota vien optinio ryšio
jungties išbandymu. Be to, bus nustatyta, kaip lazerio pluoštą
veikia Žemės atmosfera.
Ateityje kosminiuose zonduose su lazeriniu ryšiu
turės būti įrengti specialūs
veidrodžiai, pakankamai tiksliai nukreipiantys siaurą lazerio
pluoštą į Žemės paviršiuje esančius
imtuvus. Jais galėtų tapti jau esantys
teleskopai. Pakaitomis naudojant tai vieną, tai kitą teleskopą būtų galima
išvengti problemų, susijusių su
debesimis ar Žemės sukimusi.
Į viršų
|