Российские ученые первыми в мире обнаружили новый эффект в стеклах

Российские ученые нашли способ снизить стоимость телекоммуникационного оборудования.

Фото из открытых источников

Исследователи Научного центра «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого впервые обнаружили оптический эффект, который в перспективе позволит снизить стоимость телекоммуникационного оборудования. Об этом они рассказали в беседе с «Лентой.ру».

Ученые отмечают, что это станет возможно за счет замены дорогостоящих кристаллических элементов для управления световыми потоками на элементы из стекла.

Ранее группа ученых научно-исследовательской лаборатории «Многофункциональные стеклообразные материалы» НЦМУ СПбПУ впервые опытным путем получила гигантское (в 15 раз) усиление сигнала второй оптической гармоники в поляризованных стеклах.

Что такое «вторая оптическая гармоника»?

Появление второй оптической гармоники — это физическое явление, при котором кванты света, проходя через оптически нелинейные материалы, объединяются и образуют кванты с удвоенной энергией. Например, за счет генерации второй гармоники невидимое излучение инфракрасного лазера преобразуется в зеленый свет. Эти же материалы дают возможность управлять световыми лучами, прикладывая к материалу электрическое напряжение, то есть создавать электрооптические устройства.

Исследователи СПбПУ впервые доказали, что дополнительная холодная поляризация натриево-силикатного стекла при комнатной температуре приводит к увеличению интенсивности второй гармоники более чем на порядок. А это может повлиять на стоимость оборудования.

«После дополнительной холодной поляризации нелинейные свойства стекла приближаются к нелинейным свойствам кристаллического ниобата лития, который широко используется на рынке телекоммуникаций», — сообщили ученые.

Натриево-силикатные стекла, в которых наблюдается этот эффект, стоят гораздо дешевле кристаллического ниобата лития и других кристаллов. Это обусловливает коммерческую привлекательность, - сооющили ученые лаборатории «Многофункциональные стеклообразные материалы» НЦМУ СПбПУ.

«Полученный фундаментальный результат — это новый взгляд на природу оптической нелинейности в поляризованных щелочесодержащих стеклах. Примечательно, что процесс холодной поляризации можно повторять многократно. После релаксации нелинейности, которая неизбежно происходит через какое-то время, можно повторить холодную поляризацию, чтобы восстановить усиление нелинейного оптического сигнала», — прокомментировала заведующая лабораторией, доктор физико-математических наук Валентина Журихина.

Ученый поделилась, что в экспериментах лаборатории проводилось пять последовательных циклов «релаксации — холодной поляризации».

«Даже после последнего цикла мы наблюдали усиление нелинейного сигнала на уровне примерно 50 процентов по сравнению с первым циклом», — добавила она.

В дальнейшем ученые лаборатории планируют продолжить исследования физики процесса холодной поляризации и зависимости величины полученного эффекта от режимов обработки стекол.