Тема фотонных резервуарных вычислений сейчас довольно популярна в научном мире, но в основном подходят к ней с теоретической точки зрения — существенная часть статей посвящена компьютерному моделированию.
Группа Антона Ковалева в ИТМО взялась за практический аспект, выбрав для серии экспериментов относительно простое физическое устройство — полупроводниковый лазер с оптоэлектронной обратной связью. Система не обладает всеми преимуществами лучших из предложенных теоретических резервуаров, зато за счет своей простоты позволяет приблизиться к глубокому пониманию, почему и как все это работает.
В этой статье расскажем о том, что такое резервуарные вычисления, где они могут быть применимы, и к каким выводам относительно устройств с оптоэлектронной обратной связью пришли в ИТМО.
...и не только!
Это история о том, как я создал конструктор для решения повседневных проблем. Для меня он стал незаменимым помощником по жизни. Возможно, и вам придется по вкусу (древесины:))
В этой статье я познакомлю вас с этим простым, но очень функциональным изобретением.
Наверное, не найти человека, который бы не смотрел «Звёздные войны». Разве вам не хотелось бы подержать в руках легендарное оружие джедаев и при каждом взмахе слышать характерное «Жжжжжж»? Кстати, это можно сделать прямо сейчас: покупается «меч» из гибкого неона, а характерный звук можно и наложить из фильма…
Но если без шуток, то возможность изготовить лазерные (по классике — световые) мечи вызывает большие вопросы с точки зрения физики. А вот бластеры, которых тоже в фильме с избытком, звучат уже не так фантастично. Более того — в 2021 году китайцы анонсировали лазерное ружьё с дальностью поражения до 1 км. Неужели будущее наступило?
Не спешите. Давайте сначала посмотрим, как появился лазер, разберём его принцип действия и реальные примеры использования. А уже в завершение попробуем разобраться, когда же мы увидим бои джедаев со штурмовиками.
За последние примерно 25 лет промышленные лазеры прошли путь от маркировки пластика до создания трехмерных деталей и цветных отпечатков на металле. А началась вся история в 90-х с создания нашим соотечественником первых волоконных лазеров, которые превосходно управлялись с металлами.
Под катом — рассказ про развитие лазерной техники за последние два десятилетия на примере оборудования одного питерского производителя.
Самодельные оптические спектрометры— не такая уж и оригинальная тема. Можно сделать самому спектрометр на основе камеры смартфона и кусочка CD-диска, используемого в качестве дифракционной решетки. В интернете множество статей о том как сделать такой спектрометр и стоить будет совсем недорого.
Однако, камеры на базе кремниевых сенсоров (КМОП-сенсоры) позволяют работать в оптическом диапазоне только до ~1100нм, что обусловлено физикой — ширина запрещенной зоны кремния составляет ~1.7эВ, соответственно, не получится образовать электронно-дырочные пары длиной волны больше ~1100нм. Для измерения больших длин волн необходим другой полупроводник. Один из распространенных вариантов — арсенид галлия-индия (InGaAs), его запрещенная зона может варьироваться до ~0.4эВ, в зависимости от пропорции индий-галлий.
Навряд ли вам стоит знать сколько стоит камера с матрицей на основе InGaAs... Пока камеры на основе кремниевых чипов доступны буквально за копейки, одномерная камера на InGaAs (фотоприемная линейка) уже достигает в цене несколько тысяч долларов. Любой полноценный ИК-спектрометр стоит намного больше, с своим модным термоэлектрическим охлаждением и высокоточной дифракционной решеткой (у нас в лаборатории кстати есть такая). Основная причина такой стоимости заключается и в целевой группе: это ученые-исследователи, а не рядовые потребители.
Вообще в качестве хобби автор интересуется лазерной оптикой и давно хотел собрать лазерную систему своими руками, вот только необходим способ анализировать то излучение, что получается из кристаллов. Однажды в поисках InGaAs-фотодиода он зашел на DigiKey, и оказалось, что такой фотодиод можно приобрести примерно за 20 долларов! Понятно, что это раз в сто дороже, чем кремниевый фотодиод, однако, и одного фотодиода достаточно, чтобы собрать собственноручно спектрометр. Представляю вашему вниманию: ИК-спектрометр с волоконным вводом, который измеряет спектр в диапазоне 800-1600нм.
В первой части мы подробно рассказали о советских разработках Александра Прохорова, Николая Басова и их предшественниках, а также о том, как они публиковали результаты своих исследований в научных журналах и получали авторские свидетельства. В этой части мы обсудим патентные баталии создателей лазера.
Гениальность – это 1% таланта и 99% упорного труда. Герой нашего интервью – прямое тому доказательство.
Дмитрий Юхименко – ювелир с опытом работы более 15 лет, специализирующийся на всех технологических этапах ювелирного производства: разработка дизайна изделия, изготовление моделей, литье моделей, обработка изделий (в том числе лазером). Дмитрий уже год активно применяет новейшую систему лазерной обработки. В беседе с нашими специалистами Дмитрий поделился опытом применения лазера в реальных ювелирных задачах.
Сейчас лазер непременно входит во всевозможные рейтинги «самых выдающихся изобретений» ХХ века, современности, в истории человечества и т.д. Изобретение действительно было, как говорится, из ряда вон выходящее, и понимание этого пришло быстро. Рассказываем в нашей статье о появлении одной из главных инноваций двадцатого века.
Подумайте, как часто в повседневной жизни вы сталкиваетесь с лазерами? Конечно, многие вспомнят и лазерные принтеры, и указки, и шоу, и, в конце концов, гаджеты из научной фантастики. В ИТМО есть целое подразделение, которое занимается лазерными технологиями для вполне понятных и повседневных целей: от обработки металлов до лечения грибка ногтей.
В этой статье расскажем подробнее о проектах, над которыми работает Институт лазерных технологий, а заодно о том, как выглядит типичный путь студента, заинтересовавшегося лазерами или их практическим применением.
В прошлых статьях мы говорили о применении лазеров в микроэлектронике. В этот раз поговорим про лазерную обработку различного вида пластика.
Для того чтобы говорить про лазерную обработку пластика, давайте разберемся, что это за материал.
Пластик (пластмасса)...
Я беру лазер и свечу им на толстую непрозрачную стену. Фотодиод с другой стороны вдруг начинает принимать фотоны. “Чтооооааа?! Что за колдунство?!“ - спросите вы. "Наука!" - отвечу вам я. “Но зачем?” - спросите вы. “Потому что можем!” - скажу я.
Звучит фантастично, но именно такой эксперимент (light-through-the-wall) под названием ALPS делают в Гамбурге. Цель его - поймать аксионы, частицы темной материи. В этом посте я напомню, почему темную материю надо ловить, какой эксперимент строят в Гамбурге и какие сложности приходится преодолевать.
Мы продолжаем рассказывать про применение лазеров в электронике.
В прошлой статье мы говорили про резку сырой и спеченной керамики, а в этой расскажем про деметаллизацию покрытий.
