Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Кафедра волоконной оптики

Базовая организация - Научный центр волоконной оптики при Институте общей физики РАН .

 Заведующий кафедрой - академик Е. М. Дианов.

Создание лазеров и их широкое развитие привело к появлению ряда новых направлений науки и техники. Одним из таких направлений является современная волоконная оптика, опирающаяся на стеклянные световоды с низкими оптическими потерями. Наиболее важной и развитой в настоящее время областью применения волоконной оптики является волоконно-оптическая связь.

Разработка стеклянных волоконных световодов с низкими оптическими потерями была вызвана потребностью в создании передающей среды для систем оптической связи. В начале века после известных успешных опытов А. С. Попова начала бурно развиваться радиосвязь, в частности потому, что при освоении нового радиодиапазона создавались монохроматические источники радиоколебаний. Развитие шло по пути освоения все более коротких радиоволн, так как это позволяло передавать больший объем информации. Оптический диапазон практически не использовался для целей связи главным образом потому, что в оптике не было монохроматических источников излучений. После создания лазеров началась разработка линий связи в оптическом диапазоне. Для этого имелась начальная элементарная база, а идейная сторона была уже разработана в радиодиапазоне. Первые опыты по передаче информации с помощью луча лазера через свободную атмосферу показали, что из-за метеорологических условий она не является подходящей средой для передачи света на значительные расстояния. Использование труб с корректирующими элементами изолировало свет от влияния нестабильной атмосферы, однако делало передающие линии сложными, громоздкими и дорогостоящими.

Стеклянные волоконные световоды использовались еще до изобретения лазеров, но так как они имели очень большое затухание, применение их для целей связи не считалось перспективным. Однако, после того как в 1966 году было показано (Као и Хокхэм), что большое затухание в стеклянных световодах обусловлено не фундаментальными свойствами самого стекла, а наличием в нем примесей, и что в оптическом диапазоне стекло может иметь затухание менее 20 дБ/км. Эта работа послужила мощным толчком для разработки стеклянных волоконных световодов с низким затуханием. В 1970 году фирмой «Корнинг глас» (США) изготовлены стеклянные волоконные световоды с потерями менее 20 дБ/км в видимой области спектра. В том же году Ж.И. Алферовым с сотрудниками получена непрерывная генерация излучения при комнатной температуре полупроводникового лазера на основе двойной гетероструктуры GaAlAs. Эти два достижения явились основой для развитии волоконно-оптической связи. В дальнейшем, спустя немногим более пяти лет, были разработаны волоконные световоды на основе кварцевого стекла с предельно низкими потерями порядка нескольких десятых долей дБ/км (~10-6см-1) в ближней ИК области спектра. В свою очередь, появление стеклянных волоконных световодов с такими низкими оптическими потерями стимулировало интенсивные исследования и разработку других элементов систем оптической связи, в частности, полупроводниковых лазеров с большим сроком службы (более 10 часов), фотодетекторов, элементов интегральной оптики и т. п. В результате возникла и бурно развивается волоконно-оптическая связь.

Начиная с середины семидесятых годов, во многих странах были проведены многочисленные испытания различных волоконно-оптических систем передачи информации в реальных условиях. Наиболее широкое применение волоконно-оптические линии связи находят в настоящее время в телефонной сети. Весьма перспективным является использование волоконных световодов с малыми оптическими потерями в кабельном телевидении и практически во всех развитых странах разработаны крупномасштабные проекты создания волоконно-оптического кабельного телевидения.

Преимущества волоконно-оптических линий связи перед линиями связи на основе коаксиальных кабелей в настоящее время очевидны. Они не требуют применения дефицитных цветных металлов (медь, свинец и др.) и являются высокопомехозащищенными. Важнейшим преимуществом является возможность передачи информации с большой скоростью на большие расстояния без использования ретрансляторов. Так, в настоящее время в мире имеются системы волоконно-оптической связи, позволяющие передавать информацию со скоростью несколько Гбит/с на расстояние ~100 км без ретрансляции. В ближайшей перспективе реальными станут скорости передачи информации порядка Терабит/с.

Наряду с бурным развитием волоконно-оптической связи, постоянно расширяется круг практических применений стеклянных волоконных световодов с низкими оптическими потерями. Среди них - волоконно-оптические датчики различных физических полей (акустических, температурных, электрических, магнитных и др.), в которых волоконный световод является чувствительным элементом, а также использование волоконных световодов для канализации мощного лазерного излучения для медицинских и технологических целей.

Еще одним важным и интересным разделом волоконной оптики является нелинейная волоконная оптика. Кварцевое стекло, как известно, не является материалом с сильной нелинейностью, и первоначально кварцевые световоды предполагалось использовать лишь в качестве пассивной передающей излучение среды. Однако большие длины волоконных световодов при низких оптических потерях и малые поперечные размеры световодов резко снижают пороги возникновения различных нелинейных явлений. Это обстоятельство существенно расширило также возможности эксперимента, поскольку стало возможным применение в качестве источников накачки относительно маломощных перестраиваемых в широкой области спектра лазеров на красителях и центрах окраски в кристаллах.

Все это обусловило широкий интерес к нелинейной волоконной оптике, и здесь уже получены многие очень интересные результаты. Например, к ним следует отнести наблюдение солитонного режима распространения оптических импульсов, получение оптических импульсов с длительностью в фемтосекундном диапазоне, создание солитонного лазера и др. Обсуждаются возможности нелинейных оптических линий связи.

В Научном центре волоконной оптики при Институте общей физики РАН ведутся исследования практически по всем упомянутым разделам и направлениям волоконной оптики. При этом исследования носят, как правило, фундаментальный характер, но и технологические проблемы также приходится решать.

Фотографии

Страничка кафедры

Научный форум НЦВО

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика