Fysiikan käyttö kuituoptisen innovaation ruokkimiseen

Muutamille uransa alussa oleville tiedemiehille tulevaisuus on ennalta määrätty polku, joka on kirjoitettu tähtiin; näyttää siltä, ​​että muille tulevaisuus löytyy yhtä todennäköiseltä ruokakaupan kuitin takaa. Ota Christine Tremblay joka 1980-luvun alussa oli juuri suorittanut insinöörin fysiikan perustutkinnon ensimmäisen vuoden Université Laval, Quebec City, ja oli valmis kesätyöhön Kanadan postitoimistossa. Silloin hän törmäsi yhteen luennoitsijansa paikallisessa supermarketissa.

Saatuaan tietää Tremblayn suunnitelmista, Tremblayn mahdollinen uraneuvoja kirjoitti kassakuittinsa taakse vaihtoehtoisen vaihtoehdon ja antoi yhteystiedot kahdelle professorille, jotka todennäköisesti tarvitsevat tutkimusavustajaa kesätauon aikana. Uteliaisuus heräsi, Tremblay meni fysiikan osastolle, koputti joihinkin oviin ja sai kolmen kuukauden työpaikan Lavalin palveluksessa. Optiikan, fotoniikan ja lasereiden keskus (COPL).

Siellä hän työskenteli laserpohjaisen sormenjälkitunnistusjärjestelmän prototyypin parissa ja rakensi uudelleen melko valitettavan näköisen – itse asiassa täysin puretun – CO:n.₂ laserjärjestelmä. ”Rakastin tuosta kesästä – ilmapiiri osastolla oli mahtava”, Tremblay muistelee. "Olin kaupungin uusi lapsi, ja työskentelin kaikkien näiden lahjakkaiden jatko-opiskelijoiden kanssa, mutta minulla on pärjäävä ajattelutapa ja olin innokas oppimaan heiltä kaikilta."

Tremblay ei koskaan katsonut taaksepäin. Hänen insinöörifysiikan tutkintoaan seurasi integroidun optiikan maisterin tutkinto ja optoelektroniikan tohtorin tutkinto, minkä jälkeen hän vietti 14 vuotta alan osaamista ja soveltamista Kanadan johtavissa valokuituteknologian yrityksissä. Nämä mukana INO (yksityinen tutkimuskeskus, joka keskittyy optiikka- ja fotoniikan innovaatioihin teollisuuskumppaneille); Nortel (silloin yksi telealan suurimmista verkkolaitteiden valmistajista); EXFO (kuituoptisten testaus- ja mittauslaitteiden erikoistoimittaja); ja Roctest (joka kehittää kuituoptisia antureita ja mittaussarjoja geoteknisiin sovelluksiin).

Tiedon hierarkian rakentaminen

Tämä kuituoptisen viestintäverkon rakennuspalikoihin – erityisesti laserlähettimiin, optisiin vahvistimiin, kytkimiin, vastaanottimiin ja kuituihin, jotka tukevat laajakaistaista tiedonsiirtoa – on juurtunut rakeinen ymmärrys, joka on antanut tietoa ja rikastanut Tremblayn myöhempää akateemista tutkimusuraa École de technologie supérieure (ÉTS) Montrealissa viimeisten 18 vuoden aikana. "Se auttaa sinua suunnittelemaan todellisia ratkaisuja verkkoon, kun tiedät, mitä optiset komponentit voivat tarjota ja mitkä ovat niiden suorituskyvyn ja optimoinnin rajoitukset", hän selittää.

Tremblaylle yksi optisen viestinnän alan suuri vetovoima on mahdollisuus työskennellä ihmisten kanssa useilla eri aloilla, kuten sähköinsinöörien, fyysikkojen, matemaatikoiden, komponenttiintegraattoreiden, tietojenkäsittelytieteilijöiden ja viime aikoina koneoppimisen asiantuntijoiden kanssa. . Myös korkeakoulujen ja teollisuuden välillä on paljon yhteistyötä, jossa keskitytään pitkälti työskentelyyn laitevalmistajien T&K-tiimien kanssa (sekä markkinointiin ja liiketoiminnan kehittämiseen) tutkimuksen läpimurtojen muuntamiseksi ja kaupallistamiseksi verkkovalmiiksi teknologioiksi ja sovelluksiksi.

"T&K-polkuni on antanut minulle mahdollisuuden työskennellä laajalla ja edelleen kehittyvällä fysiikan ja tekniikan kankaalla", Tremblay sanoo. ”Auttaa tietysti se, että olen luonnostaan ​​utelias – joku, joka haluaa edetä uusiin suuntiin jatkaakseen uusia tutkimuslinjoja. Kaikenlaisia ​​mahdollisuuksia seuraa, kun olet ennakkoluuloton ja halukas ottamaan yhteyttä ja tekemään yhteistyötä kumppanien kanssa, jotka työskentelevät oman mielenkiintoisen ongelmansa parissa.”

Tämä T&K-painopiste ja lähestymistavan monimuotoisuus näkyy Tremblayn ÉTS-tutkimusryhmässä, jonka hän sanoo olevan "monitieteellinen sulatusuuni", joka koostuu kahdesta postdocista, kolmesta tohtoriopiskelijasta ja toisesta 10 tiimin jäsenestä (pääasiassa MSc/MEng-opiskelijat ja tutkimusassistentit). Merkittävää on, että kun otetaan huomioon pitkäaikainen sukupuolten välinen epätasapaino televiestintätekniikan aloilla, Tremblayn ryhmään on kuulunut enemmän naisia ​​kuin miehiä viimeisen viiden vuoden aikana – ja hän tunnustaa olevansa "erittäin ylpeä siitä, että minulla on niin lahjakas sekoitus soveltavia tutkijoita ja insinöörejä. tiimi".

Seuraavan sukupolven koulutus

Laaja-alaisen tutkimusalueensa lisäksi Tremblay on intohimoinen ammatillisesta kehittymisestä ja koulutuksesta. Erityisesti hän on tehnyt paljon kouluttaakseen seuraavan sukupolven viestintäinsinöörejä tukemaan nopeiden optisten verkkojen asennusta, testausta ja ylläpitoa – pääasiassa pitkäaikaisen yhteistyön kautta Optical Societyn lippulaivan kanssa. Optinen kuituyhteys (OFC) vuosikonferenssissa.

Tremblay työskenteli yhdessä alan kollegoiden kanssa akateemisena apuohjaajana kahdella hyvin vastaanotetulla täydennyskoulutuskurssilla OFC:ssä: toinen optisten kuitujen karakterisoinnista ja testaamisesta kauko- ja suurkaupunkiverkoissa; toinen polarisaatioon liittyvistä mittauksista kuituverkoissa. "Nämä olivat käytännönläheisiä, käytännöllisiä työpajoja, jotka oli suunnattu erilaisille tutkijoille, uransa alkuvaiheessa oleville insinööreille sekä johtaville televiestintä- ja fotoniikka-alan ammattilaisille kaikkialta maailmasta", hän selittää.

Ratkaisevaa on, että kaikki osallistujien käyttämät optiset pakkaukset lainattiin maksutta useilta testi- ja mittausyhtiöiltä, ​​ja Tremblayn täytyi "pyöräillä ja käsitellä" etukäteen pyytääkseen palveluksia entiseltä työnantajaltaan EXFO:lta. Kun otetaan huomioon koulutuksen interaktiivisuus, Tremblay uskoo oppineensa niin paljon osallistujilta kuin he luultavasti ottivat ohjaajilta, ja hän sai myös pitkäaikaisia ​​kontakteja. "Olin erittäin iloinen ja ylpeä saadessani olla mukana OFC:n ammatillisen kehittämisen ohjelmassa", hän toteaa. "Vaikka se oli ei-triviaalia ÉTS-tutkimustoiminnani lisäksi, se oli hauskaa ja samalla uskomattoman palkitsevaa."

Nykyään Tremblay on ETS:n sähkötekniikan osaston täysi professori sekä instituutin perustajatutkija ja johtaja. Verkkoteknologian laboratorio. Tämä edistynyt kuituoptinen kerrostesti, joka on kehitetty televiestintälaitteiden valmistajan kanssa Ciena viimeisen vuosikymmenen aikana ja enemmän, sisältää 2500 kilometriä erilaisia ​​kuitutyyppejä, jotka yhdistävät joukon nopeita optisia siirtojärjestelmiä. Cienan ohella hänen nykyiset T&K-kumppaninsa ovat Chalmersin teknillinen yliopisto Ruotsissa ranskalainen insinöörikoulu Télécom SudParis ja kanadalainen telepalvelujen tarjoaja TELUS.

Sellaisenaan Tremblayn tutkimusohjelma kattaa useita laajoja kiinnostuksen kohteita. Se kattaa esimerkiksi "älykkäät optiset verkot", joissa koneoppimista käytetään valokuitujärjestelmien tiedonsiirron laadun ennustamiseen sekä asennettujen verkkojen suorituskyvyn seurantaan (mukaan lukien ennustavat menetelmät useiden kuitulaitosten heikkenemiselle ja epäonnistumiselle käyttöönotot teknisen päivityksen tiedottamiseksi). Tremblayn ryhmä työskentelee myös "suodattimettomien" optisten verkkoarkkitehtuurien parissa (perustuu edullisiin passiivisiin optisiin reititystekniikoihin) sekä fotonisten laitteiden mallintamiseen ja polarisaatiomittauksiin tietoliikenneverkkojen tunnistussovelluksiin.

Toinen uusi mahdollisuus on kvanttiviestintä. "Kvantti on meille suurelta osin toiveikas juuri nyt, vaikka keskustelemmekin jo asiaankuuluvien asiantuntijoiden kanssa Kanadassa", Tremblay sanoo. Jos rahoitusta on kuitenkin luvassa, hänen tiiminsä aikoo optimoida turvallisen pitkän matkan kvanttiavainten jaon suorituskyvyn klassisen optisen verkon yli käyttämällä suunniteltuja kvanttisekoitettuja fotoniteknologioita.

Tutkimuspolkuja syrjään Tremblayn avainsanoma tämän päivän uran alkuvaiheessa oleville fyysikoille on sama kuin se oli 40 vuotta sitten Quebec Cityn ruokakaupassa. "Seuraa vaistoasi ja ole utelias", hän päättää. "Yhtä tärkeää on olla valppaana, jotta uusien mahdollisuuksien ilmaantuessa voit hyödyntää niitä."

Viesti Fysiikan käyttö kuituoptisen innovaation ruokkimiseen ilmestyi ensin Fysiikan maailma.

• Coinsmart. Euroopan paras Bitcoin- ja kryptopörssi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. VAPAA PÄÄSY.
• CryptoHawk. Altcoinin tutka. Ilmainen kokeilu.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/using-physics-to-fuel-fibre-optic-innovation/