Znak Politechniki Warszawskiej

Światłowody nie mają dla nich tajemnic – Koło Naukowe Optoelektroniki

Jonizacja powietrza z użyciem lasera impulsowego

Jonizacja powietrza z użyciem lasera impulsowego, fot. KN Optoelektroniki

W zeszłym roku udało im się wzbudzić plazmę w rdzeniu światłowodu, dziś konstruują laser średniej mocy o budowie modułowej. Choć ich praca nie jest może widowiskowa, to nie ustają we własnym rozwoju i budowaniu innowacyjnych technologii.

Koło Naukowe Optoelektroniki zajmowało się zjawiskami lontu światłowodowego (ang. Fiber Fuse), na co otrzymało Grant Rektorski w 2015 roku. Kontynuacją tych badań jest kolejne wyzwanie, które postawił sobie zespół. Tym razem członkowie Koła Naukowego Optoelektroniki chcą zbudować laser średniej mocy bazujący na włóknie tulowym (dofinansowane z Dużej Puli na Projekty Naukowe na 2016 rok). Badania wspiera również Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych. Opiekunem koła jest prof. Ryszard Piramidowicz.

Zaczęło się od wzbudzenia plazmy

Wzbudzenie plazmy w światłowodzie nie było zadaniem prostym. Do tej pory w Polsce nie wykonywano tego typu eksperymentów. Koło Naukowe Optoelektroniki podjęło się wyzwania. Kluczowym elementem w zainicjowaniu zjawiska jest wprowadzenie dużej mocy optycznej do światłowodu. Sam rdzeń światłowodu, do którego wprowadzane było promieniowanie, ma średnicę mniejszą od ludzkiego włosa. Jednakże, z użyciem odpowiednich narzędzi, udało się z powodzeniem wywołać zjawisko lontu światłowodowego.

Co się dzieje, gdy w światłowodzie zostaje wzbudzona plazma? Wprowadzane do włókna promieniowanie jonizuje materiał. Wówczas struktura światłowodu ulega uszkodzeniu i traci swoją funkcjonalność, czyli możliwość transportu informacji. Jednocześnie w postaci promieniowania świetlnego zostaje wyemitowana energia.

Zjawisko to na tyle zainteresowało członków Koła Naukowego Optoelektroniki, że postanowili przyjrzeć mu się bliżej. Kiedy w światłowodzie zostanie wzbudzona plazma niszczony jest jego rdzeń. W ten sposób powodując, że jego właściwości transportowe również ulegają degradacji. – Gdyby ktoś wywołał takie zjawisko w infrastrukturze istniejącej, jego skutki byłyby bardzo kosztowne dla właściciela łącza – podkreśla Bartosz Janaszek, prezes koła. – Dlatego chcielibyśmy opracować sposoby na zabezpieczenie wobec takiego niebezpieczeństwa.

Laser emitujacy promieniowanie widzialne z użyciem efektów nieliniowych, fot. KN Optoelektroniki

Od inspiracji do projektu

Lasery światłowodowe stanowią obecnie jedną z najprężniej rozwijanych gałęzi techniki laserowej. Bazujące na nich systemy odgrywają coraz większą rolę w zastosowaniach przemysłowych, telekomunikacyjnych oraz badawczych.

Światłowód tulowy, który chcą wykorzystać w swojej pracy członkowie Koła Naukowego Optoelektroniki, charakteryzuje się dość nietypową długością fali. Problemem jest jednak to, że obecnie w Polsce nie produkuje się tego rodzaju włókien. Wstępne prace nad tego typu światłowodami prowadzone są na Uniwersytecie Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie. Perspektywa masowej produkcji jest jednak jeszcze daleka.

Laser światłowodowy KN Optoelektroniki mógłby w przyszłości służyć do mikroobróbki materiałów, napawania, znakowania, cięcia. Fakt, że pracuje on w zakresie średniej podczerwieni (ok. 1.9 μm) co pozwoli na zastosowanie układu do detekcji cząstek unoszących się w powietrzu (m.in. gazów, materiałów wybuchowych, organizmów mikrobiologicznych, itp.) na dużym obszarze.

Stanowisko do charakteryzacji fotonicznych układów scalonych w Instytucie Mikroelektroniki i Optoelektroniki WEiTI, fot. KN Optoelektroniki

Popularyzowanie wiedzy

Koło Naukowe Optoelektroniki prowadzi również szkolenia i spotkania w formie seminariów. Ostatnio przeprowadzali szkolenie z obsługi programu OptiSystem służącego do symulowania działania układów optoelektronicznych takich jak lasery, odbiorniki, filtry, itp. Co było zaskoczeniem dla samych członków koła, na szkolenie przyszli nie tylko studenci, ale i pracownicy naukowi.

Członkowie Koła zachęcają również swoich kolegów do dołączenia do koła. – Nie chodzi o to, żeby przychodząc do koła znać się na wszystkim, czym się zajmujemy – podkreśla Radosław Piekarski, członek zarządu KN Optoelektroniki. – Po to są koledzy z koła naukowego, żeby do tej wiedzy dążyć razem. Celem samym w sobie jest rozwijanie wiedzy.

Stworzenie funkcjonalnego systemu lasera światłowodowego średniej mocy jest przedsięwzięciem interdyscyplinarnym, łączącym w sobie zagadnienia z obszarów fotoniki, elektroniki i optoelektroniki. Stwarza to możliwość podjęcia współpracy z innymi kołami nad rozwojem projektu.

Monika Bukowska

Biuro ds. Promocji i Informacji

_____________

Kontakt do KN Optoelektroniki: kno.weiti@gmail.com

https://www.facebook.com/KNOptoelektroniki