Uso de la física para impulsar la innovación en fibra óptica

Para unos pocos científicos al principio de su carrera, el futuro es un camino predeterminado escrito en las estrellas; para otros, al parecer, es probable que el futuro se encuentre en el reverso de un recibo de la tienda de comestibles. Tomar cristina tremblay quien, a principios de la década de 1980, acababa de completar el primer año de una licenciatura en ingeniería física en Université Laval, Ciudad de Quebec, y estaba todo listo para un trabajo de verano en la Oficina de Correos de Canadá. Fue entonces cuando se topó con uno de sus profesores en el supermercado local.

Al enterarse de sus planes, el aspirante a asesor profesional de Tremblay anotó una opción alternativa en el reverso de su recibo de caja, proporcionando los datos de contacto de dos profesores que probablemente necesiten un asistente de investigación durante las vacaciones de verano. Aguijoneado por la curiosidad, Tremblay fue al departamento de física, llamó a algunas puertas y consiguió un puesto de tres meses en el laboratorio de Laval. Centro de Óptica, Fotónica y Láseres (COPL).

Mientras estuvo allí, trabajó en un prototipo de detección de huellas dactilares basado en láser y reconstruyó un CO de aspecto bastante lamentable, de hecho, totalmente desmantelado.₂ sistema láser. “Me encantó ese verano: el ambiente en el departamento fue increíble”, recuerda Tremblay. “Yo era en gran medida el chico nuevo en la ciudad, trabajando junto a todos estos estudiantes de posgrado talentosos, pero tengo una mentalidad positiva y estaba ansioso por aprender de todos ellos”.

Tremblay nunca miró hacia atrás. Su título de ingeniería física fue seguido por una maestría en óptica integrada y un doctorado en optoelectrónica, después de lo cual pasó 14 años acumulando conocimientos de dominio y conocimientos prácticos aplicados en las principales empresas de tecnología de fibra óptica de Canadá. Estos incluidos INO (un centro de investigación privado que se enfoca en la innovación en óptica y fotónica para socios de la industria); Nortel (en ese momento, uno de los mayores fabricantes de equipos de red de la industria de las telecomunicaciones); EXFO (un proveedor especializado en equipos de prueba y medición de fibra óptica); y roctest (que desarrolla sensores de fibra óptica y kit de medición para aplicaciones geotécnicas).

Construyendo una jerarquía de conocimiento.

Esa comprensión granular arraigada en los componentes básicos de la red de comunicaciones de fibra óptica, específicamente, los transmisores láser, los amplificadores ópticos, los interruptores, los receptores y las fibras que sustentan la transmisión de datos de gran ancho de banda, ha informado y enriquecido la posterior carrera de investigación académica de Tremblay en Escuela de tecnología superior (ÉTS) en Montreal durante los últimos 18 años. “Te ayuda a diseñar soluciones del mundo real para la red cuando sabes qué pueden ofrecer los componentes ópticos y cuáles son sus limitaciones en términos de rendimiento y optimización”, explica.

Para Tremblay, una gran atracción del sector de las comunicaciones ópticas es la oportunidad que le brinda de trabajar con personas de una amplia gama de disciplinas, como ingenieros eléctricos, físicos, matemáticos, integradores de componentes, informáticos y, más recientemente, especialistas en aprendizaje automático. . También hay mucha colaboración entre la academia y la industria, donde la atención se centra en gran medida en trabajar con los equipos de I+D de los fabricantes de equipos (así como con el marketing y el desarrollo empresarial) para traducir y comercializar los avances de la investigación en tecnologías y aplicaciones listas para la red.

“Mi trayectoria en I+D me ha permitido trabajar en un amplio campo de la física y la ingeniería que aún está en evolución”, dice Tremblay. “Ayuda, por supuesto, que soy intrínsecamente curioso, alguien a quien le gusta empujar en nuevas direcciones para seguir nuevas líneas de investigación. Todo tipo de oportunidades surgen cuando tienes la mente abierta y estás dispuesto a conectarte y colaborar con socios que trabajan en sus propios problemas interesantes”.

Ese enfoque de I + D y la diversidad de enfoque se refleja en el grupo de investigación ÉTS de Tremblay, que según ella es un "crisol multidisciplinario" que comprende dos posdoctorados, tres estudiantes de doctorado y otros 10 miembros del equipo (principalmente estudiantes de maestría/meg y asistentes de investigación). Significativamente, dado el desequilibrio de género a largo plazo en las disciplinas de ingeniería de telecomunicaciones, el grupo de Tremblay ha incluido a más mujeres que hombres en los últimos cinco años, y ella confiesa estar “muy orgullosa de tener una mezcla tan talentosa de científicos aplicados e ingenieros trabajando en mi equipo".

Formando a la próxima generación

Más allá de sus intereses de investigación de amplio alcance, a Tremblay también le apasiona el desarrollo profesional y la educación. En particular, ha hecho mucho para capacitar a la próxima generación de ingenieros de comunicaciones para respaldar la instalación, prueba y mantenimiento de redes ópticas de alta velocidad, principalmente a través de una asociación de larga data con el buque insignia de la Sociedad Óptica. Comunicación de fibra óptica (OFC) conferencia anual.

Trabajando junto a colegas de la industria, Tremblay fue co-instructor académico de dos cursos de educación continua bien recibidos en OFC: uno sobre caracterización y prueba de fibra óptica en redes de área metropolitana y de larga distancia; el otro sobre mediciones relacionadas con la polarización en redes de fibra. "Estos fueron talleres prácticos y prácticos dirigidos a una audiencia mixta de estudiantes de investigación, ingenieros principiantes y personas de alto nivel en telecomunicaciones y fotónica de todo el mundo", explica.

De manera crucial, todo el equipo óptico utilizado por los asistentes fue prestado de forma gratuita por varias empresas de prueba y medición, y Tremblay tuvo que "negociar y negociar" por adelantado para pedir favores a personas como su antiguo empleador, EXFO. Dada la naturaleza interactiva de la capacitación, Tremblay cree que aprendió tanto de los delegados como probablemente aprendieron de los instructores, y también estableció algunos contactos duraderos. “Estaba muy contenta y orgullosa de contribuir al programa de desarrollo profesional de la OFC”, señala. “Aunque no fue un gasto general trivial además de mis actividades de investigación en el ÉTS, fue muy divertido e increíblemente gratificante en igual medida”.

En la actualidad, Tremblay es profesor titular en el departamento de ingeniería eléctrica de la ÉTS, así como investigador fundador y director del departamento de ingeniería eléctrica del instituto. Laboratorio de tecnología de red. Este banco de pruebas de capa de fibra óptica avanzado, desarrollado con el fabricante de equipos de telecomunicaciones Ciena durante la última década y más, comprende 2500 km de varios tipos de fibra que unen una matriz de sistemas de transmisión óptica de alta velocidad. Junto con Ciena, sus actuales socios de I+D son Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia, la escuela de ingeniería francesa Télécom SudParís y proveedor de servicios de telecomunicaciones canadiense TELUS.

Como tal, el programa de investigación de Tremblay abarca varias áreas amplias de interés. Abarca, por ejemplo, las "redes ópticas inteligentes", en las que se utiliza el aprendizaje automático para pronosticar la calidad de la transmisión en los sistemas de fibra óptica, así como la supervisión del rendimiento de las redes instaladas (incluidos los métodos predictivos de degradación y fallos en varias plantas de fibra). implementaciones para informar actualizaciones de ingeniería). El grupo de Tremblay también trabaja en arquitecturas de redes ópticas "sin filtro" (basadas en tecnologías de enrutamiento óptico pasivo de bajo costo), así como en modelado de dispositivos fotónicos y mediciones de polarización para aplicaciones de detección en redes de telecomunicaciones.

Otra oportunidad emergente son las comunicaciones cuánticas. “Quantum es en gran medida una aspiración para nosotros en este momento, aunque ya estamos hablando con expertos relevantes en Canadá”, dice Tremblay. Sin embargo, si llega la financiación, su equipo planea optimizar el rendimiento de la distribución segura de claves cuánticas a larga distancia a través de una red óptica clásica utilizando tecnologías fotónicas entrelazadas cuánticas diseñadas.

Dejando a un lado las vías de investigación, el mensaje clave de Tremblay para los físicos principiantes de hoy en día es el mismo que hace 40 años, en esa tienda de comestibles de la ciudad de Quebec. “Sigue tu instinto y sé curioso”, concluye. “Es igualmente importante estar alerta para que cuando surjan nuevas oportunidades, puedas aprovecharlas”.

El puesto Uso de la física para impulsar la innovación en fibra óptica apareció por primera vez en Mundo de la física.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/using-physics-to-fuel-fibre-optic-innovation/