Создание вечного двигателя с помощью волоконного лазера с микрорезонаторным фильтром

Исследователи из Университета Сассекса создали технологию, благодаря которой портативные атомные часы могут самостоятельно запускаться и оставаться стабильными - путем самовосстановления.

Микрогребни являются основной частью оптических атомных часов будущего - они дают возможность считать колебания "атомного маятника" в часах, переводя атомные колебания из сотен триллионов раз в секунду в миллиард раз в секунду - гигагерцовую частоту, которую современные электронные системы способны быстро измерить.

 

Рис. 1. Устройство прибора. Нелинейный микрорезонатор Керра (FSR 48,9 ГГц) дополняет резонатор волоконного лазера (FSR 95 МГц). Выделены глобальные элементы управления резонатором: секция, содержащая переменную накачку EDFA 980 нм, оптический фильтр, элементы управления поляризацией и каскад задержки. 

 

 Рис. 2. Изображение микрорезонаторного фотонного чипа со встроенным оптоволоконным соединением. Белая линия — 10 мм.

Наиболее подходящими претендентами для создания портативных атомных часов являются микрогребенки на базе электронно-совместимых оптических микрочипов. Они представляют собой сверхточные лазерные линии, которые равномерно распределены по спектру и напоминают гребенку. Подобные приборы очень чувствительны к различным внешним воздействиям.

Правильно функционирующая микрогребенка работает на особом типе волны, называемом резонаторным солитоном, который трудно получить. Как и двигатель автомобиля, работающего на бензине, микрогребенка обычно остается в "выключенном состоянии" и переходит в это состояние при любых внешних воздействиях. 

Ученые продемонстрировали, что, используя медленные нелинейности волоконного лазера с микрорезонаторным фильтром, можно превратить резонансное состояние солитона в доминирующую стабильную фазу. Это подразумевает, что при всех внешних воздействиях система самостоятельно перезапустится. По сути, создан "вечный двигатель, который возвращается в одно и то же состояние, если что-то мешает его работе.

Помимо этого волоконные лазеры применяются в оборудовании для лазерной маркировки и гравировки, станков лазерной резки металла, сварочных лазерных аппаратов и систем лазерной очистки металла.