Аддзел аптычных праблем інфарматыкі НАН Беларусі

Аддзел аптычных праблем інфарматыкі НАН Беларусі быў заснаваны ў 1991 годзе на базе лабараторыі аптычных праблем інфарматыкі Інстытута фізікі АН БССР. Аддзел атрымаў правы юрыдычнай асобы і стаў падпарадкоўвацца Аддзяленню фізікі, матэматыкі і інфарматыкі. Месціўся ў Мінскім Акадэмгарадку. На працягу ўсяго перыяду дзейнасці дырэктарам Аддзела быў акадэмік НАН Беларусі Андрэй Маркавіч Ганчарэнка.

Напрамкі навуковай дзейнасці

• пошук і вывучэнне моцных аптычных нелінейнасцей у паўправадніковых і іншых кандэнсіраваных асяроддзях як фізічнай асновы метадаў пераўтварэння і апрацоўкі інфармацыйных сігналаў;
• распрацоўка новых прынцыпаў стварэння цалкам аптычных сістэм апрацоўкі інфармацыі;
• мадэліраванне і даследаванне адпаведных нелінейна-аптычных элементаў дыскрэтнай апрацоўкі інфармацыйных плыняў;
• пошук і даследаванне новых архітэктурных канцэпцый і алгарытмаў паралельнай аптычнай апрацоўкі інфармацыі.

Гісторыя

Аддзел аптычных праблем інфарматыкі АН Беларусі (1991—1996)

Дасягненні ў галіне оптыкі

Сумесна з Інстытутам фізікі былі выяўлены і даследаваны эфекты бездыфракцыйнага распаўсюджання і бязлінзавай факусіроўкі светлавых пучкоў у наваколлі аптычных восей двухвосевых гіратропных крышталёў. Выяўлена ўзмацненне электрааптычнага эфекту ў асобных накірунках крышталёў на велічыню парадку адносін паміж параметрамі анізатрапіі і гіратрапіі. Была паказана магчымасць узбуджаць у крышталях бездыфракцыйныя беселевы пучкі, перспектыўныя для падвышэння эфектыўнасці нелінейна-частотных пераўтваральнікаў.

Дасягненні ў галіне лазернай фізікі

Вызначаны спосабы і шляхі стварэння крыніц кагерэнтнага выпраменьвання на афарбаваных крышталях фторыстага літыю субнанасекунднага і мілісекунднага дыяпазонаў працягласці ў бліжэйшай інфрачырвонай вобласці спектру для рознага ўжытку.

Дасягненні ў галіне мікра- і оптаэлектронікі

На аснове выяўленых асаблівасцей папярочных эфектаў аптычнай бістабільнасці прадэманстравана магчымасць кіравання прасторава-часавай эвалюцыяй хваль пераключэння і неаднародных структур па тыпе прасторавых салітонаў. Створаны шэраг аптычных лічбовых прылад для лагічнай апрацоўкі, паралельна-паслядоўнага пераўтварэння і камутацыі светлавых сігналаў.

Дасягненні ў галіне інфармацыйных тэхналогій

Праведзена ацэнка ўплыву фундаментальных абмежаванняў на прапускную здольнасць электронных і аптычных інфармацыйных каналаў з улікам квантавай статыстыкі носьбітаў інфармацыі і метадаў яе кадзіравання.

Дасягненні ў галіне прыкладных даследаванняў

Распрацаваны пракет макету аптычнай кальцавой аператыўнай памяці на аснове бістабільных інтэрферометраў з функцыямі запісу, захавання, чытання і асацыятыўнага пошуку інфармацыі. На аснове папярочных эфектаў у аптычнай бістабільнасці распрацаваны і рэалізаваны цалкам аптычны зрухавы рэгістр, здольны выконваць функцыі зруху, захавання, паралельнага і паслядоўнага рэжымаў запісу, счытвання і пераўтварэння двухмерных бінарных інфармацыйных масіваў непасрэдна ў плоскасці аптычна бістабільнай матрыцы. Прапанавана канцэпцыя, створаны і эксперыментальна даследаваны ўзоры «прасторавых узмацняльнікаў» двухмерных аптычных інфармацыйных масіваў, заснаваныя на выкарыстанні з’явы аптычнай бістабільнасці ў нелінейных паўправадніковых тонкаслаёвых структурах. Узмацняльнікі дазволілі зарэгістраваць звышслабыя аптычныя сігналы, магутнасць якіх ад 10 тысяч да 100 тысяч разоў меншая за магутнасць шуму.

Аддзел аптычных праблем інфарматыкі НАН Беларусі (1997—2004)

1997 г.

Даследаваны аптымальныя ўмовы ўзбуджэння генерацыі ў крышталях фторыстага літыю з F₂⁺-цэнтрамі афарбоўкі выпрамменьваннем цвёрдацельных лазераў з мэтай атрымання імпульсаў пераналаджваемай па частаце генерацыі прамавугольнай формы і працягласцю ў некалькі мілісекунд у спектральнай вобласці 890 нм, якая адпавядае края зоны фукндаментальнага паглынання арсеніду галію.

Даследаваны мадэлі электронных камунікацыйных каналаў, у якіх у якасці носьбітаў выкарыстоўваюцца асобныя ферміёны, і паказана, што ў такіх каналах квантава-статыстычныя элементы пачынаюць істотна ўплываць на працэс перадачы інфармацыі пры хуткасці 10¹⁶ біт/с. Пабудавана тэорыя ўзбурэнняў для мадыфікаванага нелінейнага ўраўнення Шродзінгера, даказана нетрывіяльнасць дынамікі параметраў салітона пад уплывам узбурэнняў.

1998—1999 гг.

Даследавана распаўсюджанне прасторавых салітонаў і нелінейных паверхневых хваляў у фотарэфракцыйных крышталях. Паказана, што асаблівасцю такіх салітонаў і паверхневых хваляў з’яўляецца незалежнасць іх формы ад энергіі, што дазваляе падзяляць зыходны пучок на некалькі пучкоў пры яго дыфракцыі на перыядычнай структуры без парушэння салітоннага рэжыму распаўсюджання.

Прапанавана і абгрунтавана тэарэтычная мадэль даследуемай фізічнай з’явы папярочных эфектаў у аптычнай бістабільнасці, якое пакладзена ў аснову распрацоўкі метаду рэгістрацыі лакальных светлавых сігналаў і стварэння прасторавага ўзмацняльніка яркасці. Праведзены даследаванні па эксперыментальнай ацэнцы хуткасці папярочных хваляў пераключэння ў бістабільных інтэрферометрах з прамежкавымі слаямі з ZnSe і ZnS, якія былі выраблены метадам вакуумнага напылення.

2000 г.

Для лазера на LiF^-₂-цэнтрамі афарбоўкі даследавана далейшае паніжэнне дасягнутага на ўзроўні 0,4 Вт парогу генерацыі і паказана магчымасць стварэння лазера на LiF:F^-₂ са значным перавышэннем парогу пры напампоўцы InGaAs-дыёднымі лазерамі магутнасцю 1 Вт, якія выпраменьваюць святло ў наваколлі 975 нм.

Распрацавана канцэпцыя, прапанавана схема і выканана эксперыментальная рэалізацыя цалкам аптычнага лічбавага планарнага кальцавога прыстасавання для аптычнай апрацоўкі інфармацыі, элементы якога акрамя вызначэння працэсарных функцый могуць абменьвацца інфармацыяй пры дапамозе хваль пераключэння, якія распаўсюджваюцца ў плоскасці аптычна бістабільнага слою. Атрыманы і прааналізаваны выразы для гранічных энергетычных эфектыўнасцей перадачы інфармацыі ў камунікацыйных каналах з рознымі відамі імпульсна-пазіцыйнай мадуляцыі ў класічнай і квантавай граніцах. На прыкладзе бінарных аптычных сістэм з падлікам фатонаў паказана, што іх характарыстыкі значна саступаюць знойдзеным гранічным велічыням, а для выкарыстання ў аптычных камунікацыйных каналах трэба вылучыць пазіцыйную мадуляцыю імпульсаў, што перакрываюцца, як з пункту гледжання тэхналагічных асаблівасцей, так і гранічна дасягальных характарыстык.

2001 г.

На аснове метаду Монтэ-Карла распрацавана методыка мадэліравання самаўзгодненай дынамікі электрычнага поля і фотаносьбітаў у фотаўзбуджаных паўправадніках і прапанаваны метад, які выкарыстаны для аналізу эфекту генерацыі ТГц-імпульсаў паверхняй паўправадніка. Эксперыментальна даследавана прасторава-часавая дынаміка працэсаў бістабільнага пераключэння ў нелінейных інтэрферометрах на аснове GaAs і зарэгістравана хваля папярочнага пераключэння, ацэнка хуткасці якой складае 1 мкм/с.

2002 г.

У межах канцэпцыі планарных ланцугоў транспарту і апрацоўкі лічбавых дваічных аптычных інфармацыйных сігналаў распрацавана і эксперыментальна апрабавана мадэль аптычнага планарнага мультыплексара-дэмультыплексара патокаў дадзеных. Прадэманстравана працаздольнасць метаду папярочнага транспарту дваічных інфармацыйных сігналаў у дадзеным напрамку за кошт адпаведнага тактавання, у тым ліку на разгалінаваных ланцугах бістабільных пікселяў.

2003 г.

Распрацаваны і эксперыментальна апрабіраваны метады транспарту і апрацоўкі аптычных інфармацыйных сігналаў. Метады спалучаюць планарныя архітэктурныя рашэнні, заснаваныя на выкарыстанні папярочных эфектаў з’явы аптычнай бістабільнасці, з прасторавымі і валаконнымі каналамі перадачы лічбавых дадзеных. Для выкарыстання ў аптычных тэлекамунікацыйных сістэмах распрацаваны схемы мультыплексавання па часе ў фарматах ад 2х1 да 6х1 і адпаведныя ім дэмультыплексары 1х2 — 1х6.

Далейшы лёс

Аддзел быў расфарміраваны паводле Пастановы Прэзідыўма НАН Беларусі ад 18.12.2003 г. шляхам уключэння на правах лабараторыі аптычных праблем інфарматыкі ў склад Інстытута фізікі імя Б. І. Сцяпанава НАН Беларусі. Ад 2008 пазначаная лабараторыя ў спісе структурных падраздзяленняў Інстытута не значыцца. Даследаванні былі працягнуты на базе падраздзяленняў Аб’яднанага інстытута праблем інфарматыкі.

Спасылкі

• Профіль Аддзела аптычных праблем інфарматыкі на старонцы Аддзялення фізікі, матэматыкі і інфарматыкі НАН Беларусі (2003)