21 апреля 2016
Интервью Газета.ru с сотрудником лаборатории А.А.Редюком: лазеры, солитоны, телеком
Лазеры против космического мусора
Зачем нужны лазеры и что такое солитон (материал Яны Хлюстовой, Газета.ru)
Можно ли при помощи лазера очистить орбиту Земли от космического мусора, что такое солитон и в каких случаях свет ведет себя вопреки законам геометрической оптики — на эти и другие вопросы отвечает отдел науки «Газеты.Ru». Российские ученые из Института вычислительных технологий Сибирского отделения РАН занимаются исследованиями, направленными на совершенствование существующих волоконно-оптических систем. Алексей Редюк, один из участвующих в проекте ученых, рассказал отделу науки о том, что такое солитоны, как они связаны с передачей информации и удалением с орбиты Земли космического мусора, а также как достижения фундаментальной науки можно применять на практике.
— Алексей Александрович, не могли бы вы для начала рассказать, как именно оптоволокно и лазеры применяются в нашей повседневной жизни? Например, все слышали, что благодаря оптоволокну у нас есть телефонная связь и интернет, однако далеко не все знают, как именно это работает.
— Оптическое волокно, лазеры, а также ряд других устройств являются составляющими одного большого и технически сложного механизма, который называется «телекоммуникационная система». Проводя грубую аналогию, можно сказать, что телекоммуникационная система подобна автомобильной транспортной системе, только в роли дорог используется оптическое волокно, в роли машин — оптические импульсы, а в качестве пассажиров — биты информации, тот самый интернет-трафик.
Как и автомобильные дороги, телекоммуникационные системы разделяются на магистральные, соединяющие города, городские, проложенные внутри города, и даже внутридомовые сети. Все же есть и одно отличие — существование трансокеанских систем связи, соединяющих различные континенты и проложенных по дну океана. Итак, оптоволокно — это тонкая кварцевая нить в оболочке, по которой распространяются оптические импульсы. Благодаря ее специальным свойствам световые сигналы не выходят за пределы оболочки и распространяются внутри волокна с малыми потерями на большие расстояния. Для того чтобы запустить такие сигналы в волокно, как раз используются лазеры. Они генерируют импульсы специальной формы, на необходимой длине волны и с заданной частотой. Таким образом, лазеры являются основным элементом любого передатчика оптической линии связи. А в наиболее современных системах они используются и на приемнике, где происходит детектирование оптического сигнала и считывание информационных битов.
— А где еще используются лазеры помимо телекоммуникационных систем?
— Лазеры настолько проникли в нашу повседневную жизнь, что иногда мы даже не замечаем этого. Думаю, каждый хотя бы раз пользовался лазерной указкой, а это пример простого компактного лазера. Применение лазеров в медицине — это и хирургия, и удаление различных нежелательных образований, и диагностика заболеваний. В промышленности лазеры помимо оптической связи применяются для резки, сварки, лазерной печати микроструктур, в принтерах, DVD-оборудовании и еще многих областях. Это уже не говоря об обширном использовании лазеров в научных целях и задачах военных, но это уже не совсем повседневная жизнь.
Продолжение