Сколтех продемонстрировал инновационные разработки на выставке «Фотоника. Мир лазеров и оптики-2024»
Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) в рамках совместной лаборатории с Шанхайским институтом оптики и точной механики Китайской академии наук (SIOM) представил новейшие разработки – фотонные интегральные схемы (ФИС) и масс-спектрометр высокого разрешения с ионизацией фемтосекундным лазером – на 18-й международной специализированной выставке лазерной, оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника. Мир лазеров и оптики-2024»..
Стенд совместной лаборатории Сколтеха и SIOM.
Фотонные интегральные схемы: революционное направление в фотонике
Фотонные интегральные схемы (ФИС) — это миниатюрные чипы, созданные с использованием технологий полупроводникового производства. ФИС являются основой фотонных устройств следующего поколения. Они позволяют поместить на одном чипе все оптические компоненты, необходимые для создания приёмника и передатчика информации, в том числе квантовой: лазеры, модуляторы, приёмники, спектрометры и необходимую микроэлектронику. Эта технология позволяет уменьшить габариты, вес и энергопотребление, например, систем квантового распределения ключей, что в перспективе обеспечит их интеграцию в носимые устройства. Фотонные чипы по характеристикам не уступают дискретным оптическим компонентам и позволяют достичь частоты формирования квантовых состояний в гигагерцовом диапазоне.
Фотонные интегральные схемы под микроскопом.
Стартап «ФИСТЕХ», которым руководит доцент Проектного центра прикладной фотоники и квантовых технологий Аркадий Шипулин, разрабатывает и изготавливает устройства на основе фотонных интегральных схем (ФИС) для телекоммуникационного рынка РФ.
Масс-спектрометр высокого разрешения: новаторство в анализе веществ
Масс-спектрометр высокого разрешения с ионизацией анализируемых веществ фемтосекундным
лазером.
Еще одним значимым продуктом, который был представлен Сколтехом, является масс-спектрометр высокого разрешения с ионизацией анализируемых веществ фемтосекундным лазером. Все масс-спектрометры предназначены для определения состава смесей различных веществ, путём «взвешивания» ионизованных молекул в исследуемом образце. Однако методы ионизации и анализа могут значительно отличаться.
Особенность масс-спектрометра, разрабатываемого командой члена-корреспондента РАН профессора Евгения Николаева, заведующего лабораторией масс-спектрометрии Сколтеха, в использовании для ионизации фемтосекундного лазера, созданного в SIOM. Фемтосекундный лазер способен генерировать сверхкороткие импульсы длительностью около 10–15 секунд, что обеспечивает уникальные условия для ионизации молекул без их перегрева. В отличие от других методов (в том числе и лазерных), которые могут разрушать молекулы, ионизация фемтосекундным лазером позволяет «взвешивать» молекулы без разрушения их структуры, что важно для точной идентификации.
После ионизации заряженные частицы подвергаются воздействию электрического поля, в котором они совершают колебания с частотами, зависящими от их массы, и эти частоты и измеряются для определения массы. Благодаря высокой точности измерений, этот метод позволяет идентифицировать молекулы с высокой степенью достоверности, открывая новые возможности в исследованиях новых материалов и веществ, а также в разработке методов молекулярной диагностики при его использовании в медицине.
Оптоволоконная система мониторинга состояния опор трубопровода в арктических регионах
Прототип системы структурного мониторинга.
На стенде также был представлен прототип оптоволоконной системы структурного мониторинга FiberPipe – разработка стартапа, созданного командой аспирантов и магистров Сколтеха. Система позволит отслеживать подвижки опор трубопровода в арктических регионах в режиме реального времени на расстоянии до десятка километров и предотвратить повреждение труб, а следовательно – разлива нефтепродуктов. Разработка отличается от существующих компактным размером, низким энергопотреблением, высокой чувствительностью и скоростью сбора данных.
Сколтех продемонстрировал инновационные разработки на выставке «Фотоника. Мир лазеров и оптики-2024»
Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) в рамках совместной лаборатории с Шанхайским институтом оптики и точной механики Китайской академии наук (SIOM) представил новейшие разработки – фотонные интегральные схемы (ФИС) и масс-спектрометр высокого разрешения с ионизацией фемтосекундным лазером – на 18-й международной специализированной выставке лазерной, оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника. Мир лазеров и оптики-2024»..
Фотонные интегральные схемы: революционное направление в фотонике
Фотонные интегральные схемы (ФИС) — это миниатюрные чипы, созданные с использованием технологий полупроводникового производства. ФИС являются основой фотонных устройств следующего поколения. Они позволяют поместить на одном чипе все оптические компоненты, необходимые для создания приёмника и передатчика информации, в том числе квантовой: лазеры, модуляторы, приёмники, спектрометры и необходимую микроэлектронику. Эта технология позволяет уменьшить габариты, вес и энергопотребление, например, систем квантового распределения ключей, что в перспективе обеспечит их интеграцию в носимые устройства. Фотонные чипы по характеристикам не уступают дискретным оптическим компонентам и позволяют достичь частоты формирования квантовых состояний в гигагерцовом диапазоне.
Стартап «ФИСТЕХ», которым руководит доцент Проектного центра прикладной фотоники и квантовых технологий Аркадий Шипулин, разрабатывает и изготавливает устройства на основе фотонных интегральных схем (ФИС) для телекоммуникационного рынка РФ.
Масс-спектрометр высокого разрешения: новаторство в анализе веществ
лазером.
Еще одним значимым продуктом, который был представлен Сколтехом, является масс-спектрометр высокого разрешения с ионизацией анализируемых веществ фемтосекундным лазером. Все масс-спектрометры предназначены для определения состава смесей различных веществ, путём «взвешивания» ионизованных молекул в исследуемом образце. Однако методы ионизации и анализа могут значительно отличаться.
Особенность масс-спектрометра, разрабатываемого командой члена-корреспондента РАН профессора Евгения Николаева, заведующего лабораторией масс-спектрометрии Сколтеха, в использовании для ионизации фемтосекундного лазера, созданного в SIOM. Фемтосекундный лазер способен генерировать сверхкороткие импульсы длительностью около 10–15 секунд, что обеспечивает уникальные условия для ионизации молекул без их перегрева. В отличие от других методов (в том числе и лазерных), которые могут разрушать молекулы, ионизация фемтосекундным лазером позволяет «взвешивать» молекулы без разрушения их структуры, что важно для точной идентификации.
После ионизации заряженные частицы подвергаются воздействию электрического поля, в котором они совершают колебания с частотами, зависящими от их массы, и эти частоты и измеряются для определения массы. Благодаря высокой точности измерений, этот метод позволяет идентифицировать молекулы с высокой степенью достоверности, открывая новые возможности в исследованиях новых материалов и веществ, а также в разработке методов молекулярной диагностики при его использовании в медицине.
Оптоволоконная система мониторинга состояния опор трубопровода в арктических регионах
На стенде также был представлен прототип оптоволоконной системы структурного мониторинга FiberPipe – разработка стартапа, созданного командой аспирантов и магистров Сколтеха. Система позволит отслеживать подвижки опор трубопровода в арктических регионах в режиме реального времени на расстоянии до десятка километров и предотвратить повреждение труб, а следовательно – разлива нефтепродуктов. Разработка отличается от существующих компактным размером, низким энергопотреблением, высокой чувствительностью и скоростью сбора данных.
skoltech.ru