استخدام الفيزياء لتغذية ابتكارات الألياف الضوئية

بالنسبة لعدد قليل من العلماء في بداية حياتهم المهنية ، فإن المستقبل هو مسار محدد مسبقًا مكتوب في النجوم ؛ بالنسبة للآخرين ، على ما يبدو ، من المرجح العثور على المستقبل على ظهر إيصال متجر البقالة. يأخذ كريستين ترمبلاي الذي ، في أوائل الثمانينيات ، أكمل لتوه السنة الأولى من درجة البكالوريوس في الفيزياء الهندسية في جامعة لافال، مدينة كيبيك ، وكانوا جميعًا على استعداد للعمل في الصيف في مكتب البريد الكندي. عندها اصطدمت بأحد محاضريها في السوبر ماركت المحلي.

عند معرفة خططها ، قام مستشار وظائف Tremblay بكتابة خيار بديل على ظهر إيصال حتى وصوله ، حيث قدم تفاصيل الاتصال لأستاذين من المحتمل أن يكونا في حاجة إلى مساعد بحث خلال العطلة الصيفية. أثار الفضول ، وذهب تريمبلاي إلى قسم الفيزياء ، وطرق بعض الأبواب وهبط في وضع لمدة ثلاثة أشهر في لافال مركز البصريات والضوئيات والليزر (كوبل).

أثناء وجودها هناك ، عملت على إعداد نموذج أولي لاكتشاف بصمات الأصابع يعتمد على الليزر وأعادت بناء ثاني أكسيد الكربون يبدو مؤسفًا إلى حد ما - في الواقع ، تم تفكيكه تمامًا.₂ نظام الليزر. يتذكر ترمبلاي قائلاً: "لقد أحببت ذلك الصيف - كان الجو في القسم رائعًا". "كنت طفلاً جديدًا في المدينة ، أعمل جنبًا إلى جنب مع كل هؤلاء الطلاب الخريجين الموهوبين ، لكن لدي عقلية قادرة على العمل وكنت حريصًا على التعلم منهم جميعًا."

لم ينظر ترمبلاي إلى الوراء أبدًا. تبعت شهادتها في الفيزياء الهندسية درجة الماجستير في البصريات المتكاملة ودكتوراه في الإلكترونيات الضوئية ، وبعد ذلك أمضت 14 عامًا في تجميع المعرفة بالمجال والدراية التطبيقية في شركات تكنولوجيا الألياف البصرية الرائدة في كندا. وشملت هذه INO (مركز أبحاث خاص يركز على ابتكار البصريات والضوئيات لشركاء الصناعة) ؛ نورتل (في ذلك الوقت ، أحد أكبر مصنعي معدات الشبكات في صناعة الاتصالات) ؛ إكسفو (مزود متخصص في أجهزة اختبار وقياس الألياف الضوئية) ؛ و روكتيست (التي تطور مجسات الألياف الضوئية ومجموعة أدوات القياس للتطبيقات الجيوتقنية).

بناء التسلسل الهرمي للمعرفة

هذا الفهم الحبيبي المتجذر في اللبنات الأساسية لشبكة اتصالات الألياف الضوئية - على وجه التحديد ، أجهزة إرسال الليزر ، والمكبرات الضوئية ، والمفاتيح ، والمستقبلات والألياف التي تدعم نقل البيانات ذات النطاق الترددي العالي - قد أبلغت وأثري مهنة Tremblay البحثية الأكاديمية اللاحقة في المدرسة العليا للتكنولوجيا (ÉTS) في مونتريال على مدى السنوات ال 18 الماضية. وتوضح قائلة "إنها تساعدك على تصميم حلول واقعية للشبكة عندما تعرف ما يمكن أن تقدمه المكونات الضوئية وما هي حدودها من حيث الأداء والتحسين".

بالنسبة إلى Tremblay ، تتمثل إحدى عوامل الجذب الكبيرة في قطاع الاتصالات الضوئية في الفرصة التي يتيحها لها للعمل مع أشخاص عبر مجموعة واسعة من التخصصات ، مثل المهندسين الكهربائيين والفيزيائيين والرياضيين ومدمجي المكونات وعلماء الكمبيوتر ومؤخراً متخصصين في التعلم الآلي . هناك أيضًا الكثير من التعاون بين الأوساط الأكاديمية والصناعة ، حيث ينصب التركيز بشكل كبير على العمل مع فرق البحث والتطوير الخاصة بصانعي المعدات (بالإضافة إلى التسويق وتطوير الأعمال) لترجمة الاختراقات البحثية وتسويقها إلى تقنيات وتطبيقات جاهزة للشبكة.

يقول تريمبلاي: "لقد سمح لي مسار البحث والتطوير الخاص بي بالعمل عبر مجال واسع ومستمر للفيزياء والهندسة". "إنه يساعد ، بالطبع ، أن أشعر بالفضول بطبيعتي - شخص يحب الدفع في اتجاهات جديدة لمتابعة خطوط جديدة من الاستفسار. تتبع جميع أنواع الفرص عندما تكون منفتح الذهن وعلى استعداد للتواصل والتعاون مع الشركاء الذين يعملون على حل مشكلاتهم المثيرة للاهتمام ".

ينعكس تركيز البحث والتطوير وتنوع النهج في مجموعة أبحاث ÉTS التابعة لـ Tremblay ، والتي تقول إنها "بوتقة انصهار متعددة التخصصات" تضم باحثين لما بعد الدكتوراة ، وثلاثة طلاب دكتوراه وعشرة أعضاء آخرين في الفريق (معظمهم طلاب ماجستير / منغ ومساعدي أبحاث). بشكل ملحوظ ، نظرًا لاختلال التوازن بين الجنسين على المدى الطويل في تخصصات هندسة الاتصالات ، ضمت مجموعة Tremblay عددًا أكبر من النساء مقارنة بالرجال على مدار السنوات الخمس الماضية - وهي تعترف بأنها "فخورة جدًا بوجود مثل هذا المزيج الموهوب من العلماء التطبيقيين والمهندسين العاملين في بلدي. فريق".

تدريب الجيل القادم

بالإضافة إلى اهتماماتها البحثية واسعة النطاق ، فإن تريمبلاي شغوفة أيضًا بالتطوير المهني والتعليم. على وجه الخصوص ، لقد فعلت الكثير لتدريب الجيل القادم من مهندسي الاتصالات لدعم تركيب واختبار وصيانة الشبكات الضوئية عالية السرعة - بشكل رئيسي من خلال ارتباط طويل الأمد مع الشركة الرائدة في الجمعية البصرية الاتصالات الألياف البصرية (OFC) المؤتمر السنوي.

من خلال العمل جنبًا إلى جنب مع زملائه في الصناعة ، كان تريمبلاي مدرسًا أكاديميًا مشاركًا في دورتين تعليميتين متواصلتين تم تلقيهما جيدًا في OFC: واحدة حول توصيف الألياف الضوئية واختبارها في شبكات المسافات الطويلة والمترو ؛ والآخر يتعلق بالقياسات المتعلقة بالاستقطاب في شبكات الألياف. تشرح قائلة: "كانت هذه ورش عمل عملية وعملية تستهدف جمهورًا مختلطًا من طلاب البحث والمهندسين في بداية حياتهم المهنية وكبار العاملين في مجال الاتصالات والضوئيات من جميع أنحاء العالم".

بشكل حاسم ، تم إعارة جميع الأدوات البصرية التي استخدمها الحاضرون مجانًا من قبل العديد من شركات الاختبار والقياس ، مع اضطرار Tremblay إلى "التحرك والتعامل" مقدمًا لطلب خدمات من أمثال صاحب عملها السابق EXFO. بالنظر إلى الطبيعة التفاعلية للتدريب ، تعتقد تريمبلاي أنها تعلمت من المندوبين قدر ما حصلوا عليه على الأرجح من المدربين ، مما أدى إلى إجراء بعض الاتصالات طويلة الأمد أيضًا. "لقد كنت سعيدة وفخورة للغاية بالمساهمة في برنامج التطوير المهني OFC" ، تلاحظ. "على الرغم من النفقات العامة غير التافهة على الأنشطة البحثية الخاصة بي في ÉTS ، إلا أنها كانت ممتعة جدًا ومجزية بشكل لا يصدق بنفس القدر."

في هذه الأيام ، يعمل تريمبلاي أستاذًا متفرغًا في قسم الهندسة الكهربائية في ÉTS وكذلك الباحث المؤسس ورئيس المعهد. معمل تكنولوجيا الشبكات. تم تطوير هذا الاختبار المتقدم لطبقة الألياف الضوئية مع صانع معدات الاتصالات سيينا على مدى العقد الماضي وأكثر ، يضم 2500 كم من أنواع مختلفة من الألياف التي تربط مجموعة من أنظمة الإرسال الضوئية عالية السرعة. جنبًا إلى جنب مع Ciena ، فإن شركائها الحاليين في البحث والتطوير هم جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد ، مدرسة الهندسة الفرنسية تيليكوم سودباريس ومزود خدمة الاتصالات الكندي تيلوس.

على هذا النحو ، يمتد برنامج البحث في Tremblay على العديد من مجالات الاهتمام الواسعة. وهو يغطي ، على سبيل المثال ، "الشبكات الضوئية الذكية" ، حيث يتم استخدام التعلم الآلي للتنبؤ بجودة الإرسال في أنظمة الألياف الضوئية ، فضلاً عن مراقبة أداء الشبكات المثبتة (بما في ذلك الطرق التنبؤية للتدهور والفشل عبر مصانع الألياف المتعددة عمليات النشر لإبلاغ الترقيات الهندسية). تعمل مجموعة Tremblay أيضًا على معماريات الشبكة الضوئية "بدون مرشح" (بناءً على تقنيات التوجيه الضوئي المنفعل منخفضة التكلفة) بالإضافة إلى نمذجة الأجهزة الضوئية وقياسات الاستقطاب لتطبيقات الاستشعار في شبكات الاتصالات.

فرصة أخرى ناشئة هي الاتصالات الكمومية. يقول تريمبلاي: "يعتبر الكم إلى حد كبير أمرًا طموحًا بالنسبة لنا الآن ، على الرغم من أننا نتحدث بالفعل إلى خبراء مختصين في كندا". ومع ذلك ، إذا كان التمويل وشيكًا ، فإن فريقها يخطط لتحسين أداء التوزيع الآمن للمفاتيح الكمومية لمسافات طويلة عبر شبكة بصرية كلاسيكية باستخدام تقنيات ضوئية كمومية متشابكة.

وبغض النظر عن مسارات البحث ، فإن رسالة تريمبلاي الرئيسية لعلماء الفيزياء في بداية حياتهم المهنية اليوم هي نفسها كما كانت قبل 40 عامًا ، في متجر البقالة هذا بمدينة كيبيك. وتختتم قائلة: "اتبع حدسك وكن فضوليًا". "من المهم بنفس القدر أن تكون متيقظًا بحيث عند ظهور فرص جديدة ، يمكنك الاستفادة منها."

وظيفة استخدام الفيزياء لتغذية ابتكارات الألياف الضوئية ظهرت للمرة الأولى على عالم الفيزياء.

• كوينسمارت. أفضل بورصة للبيتكوين والعملات المشفرة في أوروبا.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. دخول مجاني.
• كريبتوهوك. الرادار. تجربة مجانية.
• المصدر: https://physicsworld.com/a/using-physics-to-fuel-fibre-optic-innovation/