Ученые получили стабильное и равномерное распределение света в оптоволокне из семи сердцевин

Ученые экспериментально и теоретически показали, что лазерные лучи, проходящие в оптоволокне по близко расположенным каналам, при высокой мощности распределяются по ним равномерно и формируют однородный и стабильный суммарный световой пучок. 

Авторы провели эксперимент с лазерными импульсами разной мощности. Сначала по оптоволокну, состоящему из семи каналов, посылали световые импульсы с низкой пиковой мощностью (130 ватт), сопоставимой с той, что потребляет лампа накаливания. В таких условиях свет вел себя непредсказуемо: он беспорядочно «переключался» между каналами, из-за чего в одних каналах излучение на выходе получалось мощнее, в других — слабее.

Затем авторы увеличили мощность в десятки раз — до нескольких киловатт. В этом случае свет исходных лучей начал равномерно распределяться по всем каналам, создавая стабильный поток.

Моделирование показало: этот эффект связан с тем, что при высокой мощности преломление света в каналах изменилось из-за нелинейности, а сами лучи «разбились» на множество более мелких импульсов. Те, в свою очередь, перемешались между каналами, создав усредненный однородный пучок света.

«Равномерное распределение света по нескольким каналам в оптоволокне открывает новые возможности для увеличения объема информации, которую могут передать существующие линии связи. Поэтому полученные нами результаты помогут разработать более совершенные телекоммуникационные системы. Кроме того, такая технология позволит улучшить лазерное медицинское и промышленное оборудование, системы визуализации и мониторинга окружающей среды. В дальнейшем мы планируем проверить, как на "перемешивание" лазерных пучков влияет форма каналов, по которым они проходят, а также длительность и спектр передаваемых импульсов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Сергей Бабин, доктор физико-математических наук, академик РАН, заведующий лабораторией волоконной оптики ИАиЭ СО РАН.