Пресс-релиз от 3 декабря 2013г. Ученые ТУСУР работают над созданием оптического компактного рентгенаппарата и полностью оптических телекоммуникационных устройств

Как поясняет аспирант кафедры СВЧ и КР Антон Перин, несмотря на то, что изучением кристалла ниобата лития уже достаточно давно занимаются исследователи во всем мире, до конца все его свойства пока не изучены, и требуется дальнейшая работа, поскольку выявленные исследователями эффекты открывают дополнительные возможности для уже существующих приборов, созданных на основе кристалла, а также позволяют разрабатывать новые.

Например, рассказывает аспирант, уже существуют дорогостоящие зарубежные устройства - оптические мультиплексоры и модуляторы, которые управляют модуляцией и разделением светового потока. Используются они в сфере телекоммуникаций:

- Такие модуляторы устанавливаются на узловых станциях, и при получении сигнала, благодаря кристаллу, модулируют его, далее происходит передача сигнала, а мультиплексор на таком же кристалле разделяет сигнал на несколько потоков. Простой пример: когда на один дом приходит, например, общий Интернет-сигнал, прибор делит его на столько сигналов, сколько потребителей Интернета расположено в этом доме. Однако в России полностью оптические мультиплексоры, разрешающая способность которых может быть очень большой, используются редко. Повсеместно распространены электрооптические приборы, где мультиплексирование не обходится без преобразования оптического сигнала в электрический и обратно, что в случае полностью оптических устройств отсутствует, а это влияет на скорость и качество передачи информации.

Преимущества использования полностью оптических устройств - в увеличении качества и скорости передачи информации по оптическому волокну. Это может быть не только Интернет, но и телефония, цифровое телевидение.

В отличие от зарубежных аналогов, цена которых измеряется в тысячах долларах, томские разработчики планируют существенно снизить ее. Так как цена складывается из стоимости самого кристалла и стоимости технологии его «обработки», ее снижение возможно за счет упрощения этой технологии - технологии оптического индуцирования в кристаллах ниобата лития одномерных и двумерных голографических дифракционных структур.

По словам Антона Перина, ему удалось разработать такую технологию, преимущество которой не только в простоте, но и в возможностях оптической реконфигурации разрабатываемых элементов: можно изменять характеристики излучения под конкретные задачи:

- Это позволяет использовать данную технологию не только в сфере телекоммуникаций, но и в создании медтехники: допустим, применять для таких устройств, как лазерные пинцеты, когда с помощью пучка света можно взять и переместить микро- или нано-частицу, - добавил аспирант.

Оригинальность методики подтверждена решением о выдаче ее автору – Антону Перину – патента на полезную модель.

Другой перспективной разработкой является создание на основе кристалла ниобата лития оптически управляемого компактного рентгеновского излучателя.

- В нашей работе исследуется легированный кристалл ниобата лития, т.е. кристалл с введенными дополнительно примесями для улучшения фотогальванических свойств кристалла, - рассказала аспирант кафедры ЭП Ксения Мамбетова. – Дополнительная обработка кристалла позволяет нам формировать в нем сильные электрические поля, за счет которых возможно создание компактных кристаллических ускорителей для генерации электронных пучков и рентгеновского излучения.

Также как и в предыдущем проекте, главное отличие от зарубежных аналогов, - в более простой технологии создания устройства и в более управляемой технологии формирования сильного электрического поля в кристалле LiNbO3. Работа направлена не только на удешевление прибора, но и на улучшение его характеристик.

Если в обычном рентгеновском аппарате, в основе которого не кристалл, а рентгеновская трубка, при высокой мощности увеличивается и излучение, в оптических приборах именно за счет использования кристалла излучение удается существенно снизить. Это позволит делать рентгеновские снимки детям. Кроме того, небольшие размеры прибора сделают его мобильным, пригодным для использования врачами скорой помощи.

В ближайшее время, по словам Ксении Мамбетовой, ученым ТУСУР предстоит исследовать дополнительные свойства и параметры кристалла, легированного различными примесями. После чего возможно создание опытного образца прибора.

Работу научных коллективов ТУСУР упрощает то, что в Томске, при участии представителей вуза, было налажено производство сегнетоэлектрического аналога и заменителя кристалла ниобата лития в нелинейно-оптических приложениях, кристалла титанил-фосфата калия (KTiOPO4) – его выпускает компания «Кристалл Т», резидент томской особой экономической зоны (ОЭЗ).