A fizika felhasználása a száloptikai innováció táplálására

Néhány pályakezdő tudós számára a jövő egy előre elrendelt út a csillagokba írva; Úgy tűnik, hogy mások számára a jövőt éppolyan egy élelmiszerbolt-bizonylat hátoldalán lehet megtalálni. Vesz Christine Tremblay aki az 1980-as évek elején éppen a mérnöki fizika alapképzésének első évét fejezte be. Université Laval, Quebec Cityben, és készen állt egy nyári munkára a kanadai postán. Ekkor ütközött össze egyik előadójával a helyi szupermarketben.

Tremblay terveiről értesülve, Tremblay leendő karrier-tanácsadója egy alternatív lehetőséget firkantott fel a pénztárbizonylat hátuljára, megadva annak a két professzornak az elérhetőségét, akiknek valószínűleg kutatási asszisztensre lesz szükségük a nyári szünetben. A kíváncsiság felkeltette, Tremblay a fizika tanszékre ment, bekopogtatott néhány ajtón, és három hónapos kihelyezést kapott a Laval's-nál. Optikai, fotonikai és lézerközpont (COPL).

Ott dolgozott egy lézer alapú ujjlenyomat-észlelő berendezés prototípusán, és újjáépített egy meglehetősen sajnálatosnak tűnő – valójában teljesen szétszerelt – CO-t.₂ lézeres rendszer. „Imádtam azt a nyarat – elképesztő volt a légkör az osztályon” – emlékszik vissza Tremblay. „Nagyon én voltam az új gyerek a városban, és ezekkel a tehetséges végzős hallgatókkal együtt dolgoztam, de én képes vagyok rá, és szívesen tanultam mindegyiküktől.”

Tremblay soha nem nézett hátra. Mérnöki fizika diplomáját az integrált optikából szerzett mesterképzés és az optoelektronika doktori fokozata követte, majd 14 éven át gyűjtötte a területi ismereteket és alkalmazott know-how-t Kanada vezető száloptikai technológiai vállalatainál. Ezek közé tartozott INO (egy magán kutatóközpont, amely az optikai és fotonikai innovációra összpontosít iparági partnerek számára); Nortel (akkoriban a távközlési iparág egyik legnagyobb hálózati berendezés-gyártója); EXFO (száloptikai vizsgáló- és mérőeszközök szakosodott szállítója); és Roctest (amely száloptikai érzékelőket és mérőkészletet fejleszt geotechnikai alkalmazásokhoz).

Tudáshierarchia felépítése

A száloptikai kommunikációs hálózat építőköveiben – konkrétan a lézeradókban, optikai erősítőkben, kapcsolókban, vevőkben és a nagy sávszélességű adatátvitelt megalapozó szálakban – gyökerező részletes megértés tájékoztatta és gazdagította Tremblay későbbi tudományos kutatói pályafutását. École de technologie supérieure (ÉTS) Montrealban az elmúlt 18 évben. „Segít valós megoldásokat tervezni a hálózathoz, ha tudja, hogy az optikai komponensek mit tudnak nyújtani, és milyen korlátaik vannak a teljesítmény és az optimalizálás tekintetében” – magyarázza.

Tremblay számára az optikai kommunikációs szektor egyik nagy vonzereje az a lehetőség, hogy sokféle tudományterületen dolgozó emberekkel dolgozhat együtt, mint például villamosmérnökök, fizikusok, matematikusok, alkatrészintegrátorok, informatikusok és újabban gépi tanulási szakemberek. . Az akadémia és az ipar között is sok az együttműködés, ahol nagy hangsúlyt fektetnek a berendezésgyártók K+F csapataival való együttműködésre (valamint a marketingre és az üzletfejlesztésre), hogy a kutatási áttöréseket hálózatra kész technológiákká és alkalmazásokká alakítsák át és értékesítsék.

„A kutatás-fejlesztési pályám lehetővé tette számomra, hogy egy széles és még mindig fejlődő fizikai és mérnöki vászonon dolgozzak” – mondja Tremblay. „Természetesen segít, hogy eleve kíváncsi vagyok – valaki, aki szeret új irányokba nyomulni, hogy új kutatási irányokat folytasson. Mindenféle lehetőség adódik, ha nyitott vagy, és hajlandó vagy kapcsolatba lépni és együttműködni olyan partnerekkel, akik saját érdekes problémáikon dolgoznak.”

Ez a K+F-fókusz és a megközelítések sokszínűsége tükröződik Tremblay ÉTS-kutatócsoportjában, amely szerinte egy „multidiszciplináris olvasztótégely”, amely két posztdoktorból, három PhD hallgatóból és további 10 csapattagból (főleg MSc/MEng hallgatókból és kutatási asszisztensekből) áll. Figyelemre méltó, hogy tekintettel a távközlési mérnöki tudományágakban fennálló hosszú távú nemek közötti egyensúlyhiányra, Tremblay csoportjában az elmúlt öt évben több nő volt, mint férfi – és bevallja, hogy „nagyon büszke arra, hogy alkalmazott tudósok és mérnökök ilyen tehetséges keveréke dolgozik a telephelyemen. csapat".

A következő generáció képzése

Széleskörű kutatási érdeklődésén túl Tremblay a szakmai fejlődés és az oktatás iránt is szenvedélyes. Különösen sokat tett azért, hogy kiképezze a kommunikációs mérnökök következő generációját, hogy támogassák a nagy sebességű optikai hálózatok telepítését, tesztelését és karbantartását – főként az Optikai Társaság zászlóshajójával való régóta fennálló együttműködés révén. Optikai szál kommunikáció (OFC) éves konferenciája.

Tremblay iparági kollégáival együtt dolgozott akadémiai társoktatóként két jól fogadott továbbképzésen az OFC-nél: az egyik az optikai szálak jellemzéséről és teszteléséről szólt a hosszú távú és nagyvárosi hálózatokban; a másik az üvegszálas hálózatok polarizációval kapcsolatos méréseiről. „Ezek gyakorlati, gyakorlati műhelyek voltak, amelyek vegyes közönséget céloztak meg kutatóhallgatókból, pályakezdő mérnökökből, valamint vezető távközlési és fotonikai szakemberekből a világ minden tájáról” – magyarázza.

Lényeges, hogy a résztvevők által használt összes optikai készletet ingyenesen kölcsönadták különböző teszt- és mérőcégek, így Tremblaynek előre kellett „kerekeznie és üzletelnie”, hogy szívességet kérjen korábbi munkaadójától, az EXFO-tól. Tekintettel a képzés interaktív jellegére, Tremblay úgy véli, hogy annyit tanult a küldöttektől, amennyit valószínűleg az oktatóktól, és hosszú távú kapcsolatokat is kialakított. „Nagyon örülök és büszke voltam, hogy hozzájárulhattam az OFC szakmai továbbképzési programjához” – jegyzi meg. „Bár nem triviális többletköltség volt az ÉTS-kutatási tevékenységemen felül, nagyszerű szórakozás volt, és ugyanakkor hihetetlenül kifizetődő is.”

Tremblay napjainkban az ÉTS elektrotechnikai tanszékének rendes professzora, valamint az intézet alapító kutatója és vezetője. Hálózati Technológiai Lab. Ez a fejlett száloptikai rétegű tesztpad, amelyet a távközlési berendezések gyártójával fejlesztettek ki Ciena az elmúlt évtizedben és még tovább, 2500 km különböző típusú szálakat tartalmaz, amelyek nagy sebességű optikai átviteli rendszereket kapcsolnak össze. Jelenlegi K+F partnerei Ciena mellett Chalmers Műszaki Egyetem Svédországban a francia mérnöki iskola Télécom SudParis és kanadai távközlési szolgáltató TELUSZ.

Mint ilyen, Tremblay kutatási programja számos széles érdeklődési területet ölel fel. Lefedi például az „intelligens optikai hálózatokat”, amelyekben gépi tanulást használnak az optikai szálas rendszerekben az átvitel minőségének előrejelzésére, valamint a telepített hálózatok teljesítményének felügyeletére (beleértve a többszálas üzemen keresztüli romlás és meghibásodás előrejelző módszereit is) telepítések a műszaki fejlesztések tájékoztatására). A Tremblay csoportja emellett „szűrő nélküli” optikai hálózati architektúrákon is dolgozik (alacsony költségű passzív optikai útválasztási technológiákon alapuló), valamint fotonikus eszközök modellezésével és polarizációmérésével a távközlési hálózatok érzékelési alkalmazásaihoz.

Egy másik feltörekvő lehetőség a kvantumkommunikáció. „A Quantum nagymértékben aspiráns számunkra most, bár már tárgyalunk Kanadában illetékes szakértőkkel” – mondja Tremblay. Ha azonban érkezik finanszírozás, csapata azt tervezi, hogy optimalizálja a biztonságos, nagy távolságú kvantumkulcs-elosztás teljesítményét egy klasszikus optikai hálózaton keresztül, tervezett kvantum-kuszált fotonikus technológiák segítségével.

A kutatási utakon kívül Tremblay kulcsüzenete a mai pályakezdő fizikusok számára ugyanaz, mint 40 évvel ezelőtt, abban a québecvárosi élelmiszerboltban. „Kövesd az ösztöneidet, és légy kíváncsi” – fejezi be. „Ugyanannyira fontos, hogy ébernek legyünk, hogy amikor új lehetőségek adódnak, ki tudjuk használni azokat.”

A poszt A fizika felhasználása a száloptikai innováció táplálására jelent meg először Fizika Világa.

• Coinsmart. Európa legjobb Bitcoin- és kriptográfiai tőzsdéje.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. SZABAD HOZZÁFÉRÉS.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Ingyenes próbaverzió.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/using-physics-to-fuel-fibre-optic-innovation/