В Университете ИТМО улучшили оптоволокно для передачи данных

Специалисты Университета ИТМО модернизировали оптоволокно и повысили эффективность передачи данных. С помощью новой технологии захвата света удалось избавиться от "слепых зон", которые возникали при больших углах падения.

"Прокаченное" оптоволокно можно использовать для улучшения изображения эндоскопии и лапароскопии, квантовых технологий и оптоволоконных датчиков. Концепция предложенной учеными разработки попала на обложку октябрьского номера журнала ACS Photonics.

Оптоволокно позволяет оптическому сигналу передавать почти в миллион раз больше информации, чем электрическому посредством медного провода. Технологию используют в повседневной медицине, например, при проведении исследований внутри живого организма. Так, за счёт использования оптического волокна методы эндоскопии позволяют провести быструю и точную диагностику пациента. Однако при наклонном падении света эффективность использования оптоволокна для этих целей мгновенно снижается. Если угол падения света составляет более 15 градусов, то оптоволокно практически бесполезно. Эту фундаментальную задачу удалось решить учёным ИТМО Олегу Ермакову и Андрею Богданову в сотрудничестве с Институтом фотонных технологий им. Лейбница в Германии и Австралийским национальным университетом.

Исследователи предложили использовать диэлектрическую наноструктуру из нитрида кремния, которую нанесли на торец оптоволокна. Наноструктура сделана в виде кольцевой дифракционной решетки, которая принимает свет любой поляризации с любого направления при больших углах падения. При этом нитрид кремния практически не поглощает свет в отличие от предыдущих аналогов. Эти факторы увеличили эффективность захвата света примерно в десять тысяч раз по сравнению с оптическими волокнами с металлической наноструктурой или без неё.

В ближайшее время исследователи планируют ускорить, упростить и удешевить процесс изготовления наноструктур с помощью технологии нанопечатной литографии — штампования полимерного покрытия и последующего удаления лишних слоев материала. Сейчас ученые работают над автоматическим алгоритмом, который бы позволил определить дизайн отдельной наноструктуры под любую конкретную задачу.

Исследование проводилось при поддержке Фонда развития теоретической физики и математики "БАЗИС", Немецко-Российского междисциплинарного научного центра (G-RISC) и Российского Научного Фонда.

Подробнее: ComNews.ru