استفاده از فیزیک برای تقویت نوآوری فیبر نوری

برای تعدادی از دانشمندان اولیه، آینده یک مسیر از پیش تعیین شده است که در ستارگان نوشته شده است. برای دیگران، به نظر می رسد، آینده به همان اندازه در پشت قبض فروشگاه مواد غذایی پیدا می شود. بگیرید کریستین ترمبلی که در اوایل دهه 1980، به تازگی سال اول دوره کارشناسی خود را در رشته فیزیک مهندسی به پایان رسانده بود. دانشگاه لاوال، شهر کبک، و همه برای یک کار تابستانی در اداره پست کانادا آماده شده بودند. آن موقع بود که با یکی از سخنرانانش در سوپرمارکت محلی برخورد کرد.

مشاور شغلی احتمالی ترمبلی پس از اطلاع از برنامه های ترمبلی، یک گزینه جایگزین را در پشت قبض خود نوشت و جزئیات تماس دو استادی را که احتمالاً در تعطیلات تابستانی به یک دستیار پژوهشی نیاز دارند، ارائه کرد. کنجکاوی برانگیخته شد، ترمبلی به بخش فیزیک رفت، درها را زد و برای سه ماه در لاوال قرار گرفت. مرکز اپتیک، فوتونیک و لیزر (COPL).

زمانی که در آنجا بود، او روی یک نمونه اولیه راه‌اندازی تشخیص اثر انگشت مبتنی بر لیزر کار کرد و یک دی‌اکسید کربن متأسفانه - در واقع کاملاً از بین رفته - را بازسازی کرد.₂ سیستم لیزری ترمبلی به یاد می آورد: "من آن تابستان را دوست داشتم - جو در بخش فوق العاده بود." من خیلی بچه جدید شهر بودم و در کنار همه این دانشجویان فارغ التحصیل با استعداد کار می کردم، اما ذهنیتی برای انجام دادن دارم و مشتاق بودم از همه آنها یاد بگیرم.

ترمبلی هرگز به عقب نگاه نکرد. مدرک فیزیک مهندسی او با مدرک کارشناسی ارشد در اپتیک یکپارچه و دکترا در اپتوالکترونیک دنبال شد، پس از آن او 14 سال را صرف جمع آوری دانش حوزه و دانش کاربردی در شرکت های برجسته فناوری فیبر نوری در کانادا کرد. اینها شامل من نه (یک مرکز تحقیقاتی خصوصی که بر نوآوری اپتیک و فوتونیک برای شرکای صنعتی تمرکز دارد). نورتل (در آن زمان یکی از بزرگترین سازندگان تجهیزات شبکه صنعت مخابرات بود). EXFO (ارائه دهنده متخصص تجهیزات تست و اندازه گیری فیبر نوری)؛ و راکتست (که سنسورهای فیبر نوری و کیت اندازه گیری را برای کاربردهای ژئوتکنیکی توسعه می دهد).

ایجاد سلسله مراتب دانش

این درک دانه ای که ریشه در بلوک های ساختمانی شبکه ارتباطی فیبر نوری دارد - به طور خاص، فرستنده های لیزری، تقویت کننده های نوری، سوئیچ ها، گیرنده ها و فیبرهایی که زیربنای انتقال داده با پهنای باند بالا هستند - به کار تحقیقاتی آکادمیک بعدی ترمبلی اطلاع داده و غنی کرده است. École dechnologie superieure (ÉTS) در مونترال در 18 سال گذشته. او توضیح می‌دهد: «این به شما کمک می‌کند تا راه‌حل‌های دنیای واقعی را برای شبکه طراحی کنید، زمانی که بدانید اجزای نوری چه چیزی می‌توانند ارائه دهند و محدودیت‌های آنها از نظر عملکرد و بهینه‌سازی چیست.»

برای ترمبلی، یکی از جذابیت‌های بزرگ بخش ارتباطات نوری، فرصتی است که به او می‌دهد تا با افراد در طیف گسترده‌ای از رشته‌ها کار کند، مانند مهندسان برق، فیزیکدانان، ریاضی‌دانان، ادغام‌کنندگان قطعات، دانشمندان کامپیوتر و اخیراً متخصصان یادگیری ماشین. . همچنین همکاری های زیادی بین دانشگاه و صنعت وجود دارد، جایی که تمرکز بسیار بر کار با تیم های تحقیق و توسعه سازندگان تجهیزات (و همچنین توسعه بازاریابی و کسب و کار) برای ترجمه و تجاری سازی پیشرفت های تحقیقاتی به فناوری ها و برنامه های کاربردی آماده شبکه است.

ترمبلی می‌گوید: «مسیر تحقیق و توسعه من به من این امکان را داد که در یک بوم مهندسی و فیزیک گسترده و هنوز در حال تکامل کار کنم. "البته این به من کمک می کند که ذاتاً کنجکاو باشم - کسی که دوست دارد مسیرهای جدیدی را برای دنبال کردن مسیرهای تازه تحقیق دنبال کند. همه انواع فرصت ها زمانی به وجود می آیند که شما ذهنی باز داشته باشید و مایل به ارتباط و همکاری با شرکا باشید که روی مشکلات جالب خودشان کار می کنند."

تمرکز تحقیق و توسعه و تنوع رویکرد در گروه تحقیقاتی ÉTS ترمبلی منعکس شده است، که به گفته او یک "چوب ذوب چند رشته ای" است که شامل دو فوق دکترا، سه دانشجوی دکترا و 10 عضو دیگر تیم (عمدتا دانشجویان کارشناسی ارشد/MEng و دستیاران پژوهشی) است. به طور قابل توجهی، با توجه به عدم تعادل جنسیتی درازمدت در رشته‌های مهندسی مخابرات، گروه ترمبلی در پنج سال گذشته زنان بیشتری نسبت به مردان داشته است – و او اعتراف می‌کند که «بسیار مفتخر است که چنین ترکیب با استعدادی از دانشمندان و مهندسان کاربردی در من کار می‌کنند. تیم».

تربیت نسل آینده

ترمبلی فراتر از علایق تحقیقاتی گسترده خود، به توسعه حرفه ای و آموزش نیز علاقه دارد. به ویژه، او کارهای زیادی برای آموزش نسل بعدی مهندسان ارتباطات برای پشتیبانی از نصب، آزمایش و نگهداری شبکه های نوری پرسرعت انجام داده است - عمدتاً از طریق ارتباط طولانی مدت با پرچمدار انجمن نوری. ارتباط فیبر نوری کنفرانس سالانه (OFC).

ترمبلی که در کنار همکاران صنعتی کار می کرد، یکی از مربیان آکادمیک برای دو دوره آموزش مداوم در OFC بود: یکی در مورد خصوصیات فیبر نوری و آزمایش در شبکه های مسافت طولانی و مترو. دیگری در مورد اندازه گیری های مربوط به قطبش در شبکه های فیبر. او توضیح می‌دهد: «این کارگاه‌های عملی و عملی بود که مخاطبان مختلطی از دانشجویان پژوهشگر، مهندسین اولیه و افراد ارشد مخابرات و فوتونیک از سراسر جهان را هدف قرار می‌دادند.

مهمتر از همه، تمام کیت نوری مورد استفاده شرکت کنندگان به طور رایگان توسط شرکت های مختلف تست و اندازه گیری قرض داده شد، و ترمبلی مجبور بود از قبل "چرخ و معامله" کند تا از افرادی مانند کارفرمای سابقش EXFO درخواست کمک کند. با توجه به ماهیت تعاملی آموزش، ترمبلی بر این باور است که او به همان اندازه که آنها احتمالاً از مربیان گرفته اند، از نمایندگان یاد گرفته است و همچنین تماس های طولانی مدتی برقرار می کند. او خاطرنشان می کند: "من بسیار خوشحال و مفتخر بودم که در برنامه توسعه حرفه ای OFC مشارکت کردم." «اگرچه هزینه‌ای غیرممکن در بالای فعالیت‌های تحقیقاتی ÉTS من بود، اما به همان اندازه سرگرم‌کننده و فوق‌العاده پاداش بود.»

این روزها، ترمبلی استاد تمام بخش مهندسی برق ÉTS و همچنین محقق موسس و رئیس مؤسسه است. آزمایشگاه فناوری شبکه. این بستر آزمایشی لایه فیبر نوری پیشرفته که با سازنده تجهیزات مخابراتی توسعه یافته است CIENA در طول دهه گذشته و بیشتر، 2500 کیلومتر از انواع فیبرهای مختلف را شامل می شود که مجموعه ای از سیستم های انتقال نوری پرسرعت را به هم متصل می کند. در کنار Ciena، شرکای تحقیق و توسعه فعلی او هستند دانشگاه تکنولوژی چالمرز در سوئد، دانشکده مهندسی فرانسه Télécom SudParis و ارائه دهنده خدمات مخابراتی کانادا تلوس.

به این ترتیب، برنامه تحقیقاتی ترمبلی چندین حوزه وسیع مورد علاقه را در بر می گیرد. برای مثال، «شبکه‌های نوری هوشمند» را پوشش می‌دهد که در آن‌ها از یادگیری ماشین برای پیش‌بینی کیفیت انتقال در سیستم‌های فیبر نوری و همچنین نظارت بر عملکرد شبکه‌های نصب‌شده (از جمله روش‌های پیش‌بینی برای تخریب و خرابی در چندین کارخانه فیبر استفاده می‌شود. استقرار برای اطلاع رسانی به روز رسانی های مهندسی). گروه ترمبلی همچنین روی معماری‌های شبکه نوری «بدون فیلتر» (بر اساس فناوری‌های مسیریابی نوری غیرفعال کم‌هزینه) و همچنین مدل‌سازی دستگاه فوتونیک و اندازه‌گیری قطبش برای کاربردهای سنجش در شبکه‌های مخابراتی کار می‌کند.

یکی دیگر از فرصت های نوظهور ارتباطات کوانتومی است. ترمبلی می‌گوید: «کوانتوم تا حد زیادی در حال حاضر برای ما آرزویی است، اگرچه ما در حال صحبت با کارشناسان مربوطه در کانادا هستیم. با این حال، اگر بودجه در دسترس باشد، تیم او قصد دارد عملکرد توزیع کلید کوانتومی ایمن و دوربرد را در یک شبکه نوری کلاسیک با استفاده از فناوری‌های فوتونی درهم‌تنیده کوانتومی مهندسی شده بهینه کند.

جدای از مسیرهای تحقیقاتی، پیام کلیدی ترمبلی برای فیزیکدانان اولیه امروزی همان چیزی است که 40 سال پیش در آن فروشگاه مواد غذایی شهر کبک بود. او نتیجه می گیرد: "غریزه خود را دنبال کنید و کنجکاو باشید." "به همان اندازه مهم است که هشیار باشید تا زمانی که فرصت های جدید به وجود می آیند، بتوانید از آنها استفاده کنید."

پست استفاده از فیزیک برای تقویت نوآوری فیبر نوری به نظر می رسد برای اولین بار در دنیای فیزیک.

• Coinsmart. بهترین صرافی بیت کوین و کریپتو اروپا.
• پلاتوبلاک چین. Web3 Metaverse Intelligence. دانش تقویت شده دسترسی رایگان.
• CryptoHawk. رادار آلت کوین امتحان رایگان.
• منبع: https://physicsworld.com/a/using-physics-to-fuel-fibre-optic-innovation/