Оптоволокно — основа современного интернета. Но чем больше данных нужно передать, тем больше мощности надо загнать в одну тонкую нитку. А это непросто: каждый лазер светит по-своему, лучи «расползаются», и при попытке собрать их вместе через линзы теряется яркость. Масштабировать такую систему — мучение.
Израильские учёные нашли элегантный выход. Они напечатали на 3D-принтере микроскопический оптический переходник — фотонный фонарь. Он собирает излучение от массива полупроводниковых лазеров и плавно «вливает» его в одно стандартное оптоволокно. Без потери яркости.
Размер устройства — 470 микрометров. Меньше половины миллиметра. При этом оно справляется с 37 лазерами одновременно, поддерживая до 222 пространственных мод в волокне. Потери — всего -0,8 дБ, это ничтожно мало для такого масштаба. Существующие системы на линзах на порядки крупнее и работают хуже.
Раньше фотонные фонари умели принимать только простые одномодовые источники. Здесь впервые удалось подключить мультимодовые лазеры — каждый работает сразу в шести модах. Именно это делает технологию по-настоящему масштабируемой.
Почему это важно? Мощные лазеры через оптоволокно — это промышленная резка и сварка, медицинское оборудование, дальняя оптическая связь. Везде, где нужно передать максимум энергии по тонкой нити, такой фонарь может заменить громоздкие и дорогие оптические системы.