Ученые
из петербургского университета ИТМО
провели уникальное исследование и
приблизились еще на шаг к созданию
идеальной беспроводной связи. Результаты
научной работы были опубликованы в
журнале Scientific Reports.
Петербургские
ученые исследовали свойства пучка
Бесселя-Гаусса,
который можно использовать в беспроводных
системах связи — увеличить количество
подключаемых устройств и повысить
скорость передачи данных. «Теоретическая
работа имеет перспективы практического
применения: сегодня эти лучи изучаются
для применения в системах беспроводной
связи, так как с их использованием можно
увеличить количество подключаемых
одновременно девайсов и скорость
передачи данных», — сообщили в университете
ИТМО.
В
своей научной работе ученые оперировали
понятием лучи Бесселя. Эти лучи обладают
большим набором весьма полезных свойств. Во-первых,
они не теряют фокусировку на очень
больших расстояниях, а при определенных
условиях даже могут стать бесконечными.
Во-вторых, лучи Басселя могут
восстанавливаться после столкновениям
с препятствиями и не «растекаются» во
влажной атмосфере.
«Эти
свойства делают луч Бесселя привлекательным
для использования в различных системах,
в том числе для беспроводной связи», —
объясняют свои интерес ученые.
Особое
внимание исследователи уделяют пучкам
Бесселя в терагерцовом диапазоне
излучения. «Дело в том, что его спектр
частот начинается с инфракрасного и
доходит до сверхвысокочастного, то есть
длина волны колеблется в пределах одного
миллиметра. А чем шире спектральный
диапазон, тем больше количество каналов,
которые могут одновременно использовать
множество различных девайсов», — говорят
в ИТМО.
Дополнительный
бонус — лучи Басселя умеют проникать
сквозь разнообразные среды, не ионизируя
их.
Единственная и главная проблема
заключается в том, что лучи Басселя пока
существуют только в теории. «В
природе таких идеальных лучей Бесселя
не существует, потому что для их генерации
потребовалась бы бесконечно длинная
линза и бесконечное количество энергии»,
— объясняют исследователи.
Пока
человечество довольствуется квази-лучам
Бесселя, фокусируя лучи Гаусса с помощью
специальной линзы-аксикона. «В результате
получают лучи Бесселя-Гаусса со
свойствами, максимально приближенными
к свойствам идеального луча Бесселя»,
— говорят ученые.
Пока
же лучи Басселя остаются для человечества
недостижимым идеалом, специалисты из
ИТМО решили найти практическое применение
квази-лучам Бесселя, рассказал Максим
Куля,
сотрудник
международного института «Фотоника и
оптоинформатика» Университета ИТМО
«Прежде,
чем применять эти пучки на практике,
необходимо исследовать их свойства.
Так, наша работа посвящена полному
пространственно-временному и спектральному
анализу распространения пучков для
импульсного терагерцового излучения»,
— сказал Куля.
Петербургским
ученым удалось смоделировать эволюцию
таких лучей и замерить амплитуду поля,
спектральные характеристики и другие
важные параметры. «Сейчас
требуется экспериментальное подтверждение
полученных результатов, что будет нашим
следующим шагом»,
— резюмировал Максим Куля.
VK
OK