В России ведутся работы над квантово-каскадными лазерами, которые должны помочь наладить связь в самых труднодоступных и суровых районах, включая арктические территории. Об этом в День Арктики, отмечаемый в России 28 февраля, сообщил корреспонденту РИА Новости главный научный сотрудник Физико?технического института им. Иоффе РАН, академик РАН Григорий Соколовский. Сегодня в Арктике практически отсутствуют альтернативы радиотелефонной и спутниковой связи. Из?за этого людям, оказавшимся там в тяжёлых погодных условиях (низкие температуры, сильные ветры, снег, туман и т.п.), приходятся сталкиваться с определёнными неудобствами. При этом, как считает учёный, протягивание оптического волокна — основного канала современной коммуникации — в Арктике сопряжено с серьёзными трудностями и не всегда целесообразно с экономической точки зрения. По мнению профессора, наибольшие перспективы для установки коммуникаций в арктических зонах представляют атмосферные оптические линии связи, передающие данные по открытой прямой. «Кроме самого наличия передатчика и приёмника, важна доступность канала. Плохая погода может снизить качество связи, но не должна полностью её лишать: пусть в бурю я не посмотрю фильм в высоком качестве, но обязана сохраняться возможность удовлетворить базовые потребности — позвонить или проложить маршрут», — подчеркнул Соколовский. © РИА Новости / Анастасия БерезинаГлавный научный сотрудник Физико?технического института им. Иоффе РАН Григорий СоколовскийПо его словам, на сегодняшний день магистральные волоконно?оптические сети на большие расстояния используют лазеры с длиной волны около 1,5 микрона. Эти источники считаются мировыми лидерами по надёжности и стабильности. Уже сейчас на их базе строят каналы по открытому лучу: в таких системах не нужно прокладывать кабель — приёмник и передатчик находятся в зоне прямой видимости и передают данные «с крыши на крышу», «с холма на холм», «с берега на судно» или «между кораблями». Однако при некоторых погодных явлениях, например в плотном тумане, качество связи резко падает и она может полностью исчезнуть. Чтобы этого избежать, требуется более длинная длина волны — не 1,5 микрона, а диапазоны порядка 4–5 или даже 8–12 микрон. Для их получения необходимы иные типы лазеров — квантово?каскадные. «В обычных диодных лазерах электроны и дырки накапливаются в p?n переходе и при их рекомбинации в полупроводнике испускаются фотоны, а в квантово?каскадных лазерах отсутствуют дырки — там только электроны. Под действием приложенного напряжения они «перескакивают» по квантовым уровням в очень тонких наноразмерных слоях, собранных в относительно толстую для нас гетероструктуру — толщиной в несколько микрон», — разъяснил учёный, отметив, что для непосвящённого слово «микрон» может звучать незначительно, но в фотонике и микроэлектронике это серьёзная величина: в одном микроне может уместиться до тысячи наноразмерных слоёв. По его оценке, это чрезвычайно сложные приборы, и технология их производства требует значительной доработки, чтобы выпускать такие лазеры на промышленных мощностях. Физико?технический институт им. Иоффе РАН ведёт разработку этой технологии в рамках проекта Российского научного фонда и по заказу Научно?исследовательского института «Полюс».