| Разработчики: | ИТМО (научно-образовательная корпорация) |
| Дата премьеры системы: | 2020/10/22 |
Основная статья: Оптоволоконная связь
2020: Анонс способа модернизации оптоволокна с помощью технологии захвата света
22 октября 2020 года стало известно о том, что специалисты Университета ИТМО модернизировали оптоволокно и оптимизировали эффективность передачи данных. С помощью 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 в 2020 году попала на обложку октябрьского номера журнала ACS Photonics.
Как пояснялось, 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 быстро 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.
 | Мы продвинулись от поверхностного понимания проблемы до четко сформулированной концепции, аналитического описания и точной численной модели. Это позволило нам определить оптимальный дизайн структуры, которую впоследствии изготовили и измерили наши немецкие коллеги. рассказал Олег Ермаков, сотрудник Нового физтеха Университета ИТМО |  |
В ближайшее время исследователи планируют оптимизировать процесс изготовления наноструктур с помощью технологии нанопечатной литографии — штампования полимерного покрытия и последующего удаления лишних слоев материала. На октябрь 2020 года ученые работают над автоматическим алгоритмом, который бы позволил определить дизайн отдельной наноструктуры под любую конкретную задачу.
| | Реализованное устройство будет полезно для любого приложения, которое требует удаленного сбора света под большим углом, например, в спектроскопии in-vivo или квантовых технологиях. поведал Маркус Шмидт, руководитель проекта, профессор | |
| | В течение многих лет развитие нанофотоники, развиваемой для управления взаимодействием света и вещества, не было связано с прогрессом в оптоволоконных технологиях, направленных на гораздо более крупные масштабы. Эта работа обеспечивает мост между двумя областями знаний. пояснил Юрий Кившарь, со-руководитель исследования, почетный доктор Университета ИТМО и действительный член Австралийской академии наук, профессор | |
