Открыт прием заявок на международный симпозиум The First Aerospace Symposium «The Silk Road» в МФТИ
С 6 по 8 декабря на Физтехе состоится международный аэрокосмический симпозиум The First Aerospace Symposium «The Silk Road», в котором примут участие представители крупнейших предприятий космической отрасли, зарубежных компаний и университетов. В рамках симпозиума пройдут тематическая конференция, аэрокосмическая выставка и конкурс студенческих работ.
Основные секции конференции:
Small Satellites
Modeling for the Aerospace Applications
Space Debris
Тезисы принимаются до 10 ноября. Язык — английский. На конкурс студенческих работ можно присылать любые доклады студентов и аспирантов, имеющие отношение к космической тематике. При подаче заявки в тексте тезисов необходимо сделать пометку «Student Paper Contest».
Лучшие доклады будут рекомендованы к публикации в Journal of Applied Mechanics, индексируемом в международных системах Scopus и Web of Science.
Мероприятие проводится в партнёрстве с Институтом космических исследований РАН, Манчестерским университетом, Германским центром авиации и космонавтики, Xi’an Jiaotong University, Российской академией наук и корпорацией Роскосмос.
Форма для регистрации и требования к оформлению тезисов доступны на сайте конференции.
Лазеры сегодня используют для множества вещей: у всех на слуху лазерная коррекция зрения и лазерные прицелы, часто вспоминают про роль лазеров в передаче данных. Одно из самых важных применений лазеров - спектроскопия, высокоточные измерения химического состава чего угодно. Главную роль в этой технологии играют так называемые оптические гребенки, которые впервые получили Теодор Хэнш из Германии и Джон Холл из США, за что в 2005 году им была присуждена Нобелевская премия. Они разработали лазерное устройство, генерирующее оптическое излучение с миллионом крайне стабильных частот. В активной среде лазера излучение «билось» между зеркалами, а наружу выходила «очередь» фемтосекундных импульсов света, которая имеет спектр в виде «гребенки», то есть множества узких спектральных линий, разделенных одинаковыми промежутками, соответствующими частоте повторения импульсов. С помощью этой лазерной "линейки" можно с высокой точностью измерять оптические частоты, то есть проводить очень точные спектроскопические измерения. Лазерные частотные гребенки можно также использовать для систем спутниковой навигации, для технологий передачи данных о точном времени, в астрофизике – для поиска экзопланет методом лучевых скоростей.
Оказалось, что еще проще генерировать такие гребенки можно с помощью микрорезонаторов, «колец» или дисков из прозрачных материалов, где излучение лазера накачки из-за нелинейности материала превращается в частотную гребенку (для простоты микрогребенку).
«Оптические микрорезонатры с модами шепчущей галереи впервые были предложены на физическом факультете МГУ в 1989 году. Они уникально сочетают в себе субмиллиметровый размер с гигантской добротностью. Микрорезонаторы открывают путь к генерации оптической гребёнки в компактном варианте с низким потреблением энергии», - поясняет соавтор исследований, аспирант МФТИ, Николай Павлов.
На роль накачки оптических гребенок в микрорезонаторе подходит не любой лазер. Он должен быть, с одной стороны, достаточно мощным, а с другой, достаточно монохроматичным, то есть его излучение должно располагаться в очень узкой полосе частот. Сегодня самые распространённые и самые дешевые лазеры – диодные. Однако компактные и удобные лазерные диоды сильно проигрывают в сфере спектроскопии более дорогим и сложным устройствам – как раз за счёт недостаточной монохроматичности. Излучение таких лазеров «размазано» по полосе в десяток нанометров.
«Для того чтобы сузить линию диодного лазера, его стабилизируют либо внешним резонатором, либо дифракционной решеткой. Это позволяет сузить полосу, но за это приходится расплачиваться сильным снижением мощности, и о низкой цене и компактности тоже можно забыть», – объясняет Городецкий.
Он и его коллеги нашли простое и элегантное решение проблемы: они заставили превращать свет лазера в более монохроматический те же самые микрорезонаторы, которые генерируют оптические гребенки. Так получилось убить сразу двух зайцев: мощность лазера остаётся практически той же, размеры меняются мало — размер микрорезонатора составляет миллиметры, а свет почти в миллиард раз более монохроматичный – полоса пропускания сужается до аттометров, а заодно, если хотим, мы тут же получаем и оптическую гребенку.
«В настоящее время компактные и недорогие диодные лазеры покрывают практически весь оптический спектр. Однако, их естественная ширина линии и стабильность недостаточны для многих перспективных задач. В данной работе мы показали, что можно эффективно сузить широкий спектр мощных многочастотных диодных лазеров в одну узкую линию - практически без потери мощности. Данная методика основана на использовании микрорезонатора в качестве внешнего резонатора для стабилизации частоты лазерного диода. В дополнение к сужению линии, в данной системе микрорезонатор параллельно является источником оптической гребенки», - объясняет Николай Павлов.
У предложенной схемы множество возможных применений, например, в сфере телекоммуникаций она позволят значительно увеличить пропускную способность оптоволоконных сетей за счет увеличения числа каналов. Второе направление — различные сенсоры, например, рефлектометры, на базе которых создаются системы мониторинга и охраны. Например, достаточно уложить вдоль моста или нефтепровода оптоволоконный кабель и излучение лазера внутри него будет реагировать на малейшие колебания или изменения геометрии объекта, точно указывая на место нарушения.
Одночастотные лазеры можно будет использовать в оптических радарах – лидарах, которые сегодня устанавливают, например, на беспилотные автомобили. Наконец, на их базе можно создавать высокоточные анализаторы, например, устройства для анализа состава воздуха или медицинской диагностики, которые можно встраивать в смартфоны или в часы.
«Спрос на такие лазеры будет очень высоким», – говорит Городецкий.
Он особо подчеркнул, что все авторы статьи – российские ученые, и это достаточно редкий случай, когда в журнале такого высокого уровня появляется чисто российская статья.
Работа была поддержана Российским научным фондом.
Учебное заведение
