Солитоны-клоны повысят мощность лазеров
28 Август, 2014 «Уединенная волна трансляции», названная позже солитоном (а именно в 1965 году), была открыта в 1834 году Джоном Скоттом Расселом, физиком-шотландцем и талантливый инженером-изобретателем). Что это солитон?
Под солитонами понимают — самостоятельные волны в различных средах, которые распространяются на значительные расстояния без существенного изменения формы и длительности. Солитонные явления универсальны и обнаруживают себя в таких сферах, науки как: математика, акустика, радиофизика, гидромеханика, биология, океанография, астрофизика, оптическая техника. Основной параметр солитона — это его нелинейность (в отличие от линейных волн), благодаря которой он меняет свойства среды, с которой соприкасается. Из наиболее известных обывателю солитонов можно назвать — цунами.
Не так давно выяснилось, что лазеры могут транслировать солитоноподобные оптические импульсы. Рассеяный или диссипативный солитон существует за счет равновесия между притоком и оттоком энергии в среде. Под притоком здесь понимается — энергия накачки лазера, а под оттоком — процесс ее (энергии) диссипации. По сравнению с обычным, в таком солитоне устойчивый импульс света может быть растянут по времени и соответсвенно нести больше энергии. Лазеры с возможность работать в подобном режиме являются наиболее современными для получения высокой энергии фемтосекундных лазерных импульсов (наиболее часто в таком качетсве используют волоконные лазеры с резонаторами из оптического волокна, в которых энергия импульсов возрастает по мере удлинения световода). Ограничителями здесь выступает комбинационное рассеяние света, которое разрушает солитон, превращая его в шумовые колебания, не давая тем самым увеличить мощность лазера.
И только физикам из города Новосибирска удалось возродить солитон из шумовых колебаний. Руководил данными исследованиями член-корреспондент РАН Сергей Бабин. Было обнаружено, что возрожденный солитон, в связи с изменением частоты излучения под действием комбинационного рассеяния света меняет цвет, по сравнению с исходным. Затем полученный солитон также разрушается, но и он может быть возрожден. То есть мы видим по сути процесс клонирования исходного солитона. Далее, полученная тройка солитонов образует взаимосвязанную систему, в которой суммарная энергия света как минимум в трое превышает энергию в исходном солитоне, что влечет за собой рост энергии исходящего импульса. Спектр (полоса частот) расширяется. И это, по мнению многих авторитетных экспертов имеет неограниченное количество сфер применения. Например, таких как: создание сверхмощных лазеров и усилителей, организация непрерывного процесса передача информации и энергии на несколько тысяч километров и т.д.
Ученые пока осторожно высказываются о перспективах данных исследований, но в целом трудно переоценить масштаб данного открытия. К тому же многие отмечают простоту сборки такого «супер» лазера — по принципу детского конструктора, что тоже не маловажный фактор для наращивания темпов исследования и в этой области.
© TG Daily
