Новосибирские ученые разработали "умные" лазеры

В Новосибирском государственном университеты исследователи лаборатории технологий фотоники и машинного обучения для сенсорных систем Физического факультета НГУ вместе с коллегами из Сколковского института науки и технологий создали самонастраивающийся волоконный лазерный источник ультракоротких импульсов. Работы провели в рамках гранта Российского научного фонда "Нелинейная фотоника для оптических коммуникаций и лазерных приложений", сообщают в пресс-службе НГУ.

"Умные" волоконные лазеры представляют собой нелинейные оптические системы, которые обеспечивают генерацию сверхкоротких импульсов с высокой частотой повторения. В зависимости от стратегии настройки параметров резонатора, при одних и тех же параметрах могут быть разные импульсные режимы.

- Настройка подобных систем с трудом поддается автоматизации. Процесс настройки чем-то напоминает игру, в которой в качестве джойстика выступают ручки приборов, а для победы нужно получить желаемый режим генерации, - отмечает младший научный сотрудник лаборатории технологий фотоники и машинного обучения для сенсорных систем Евгений Куприков.

Основная идея разработки заключается в том, чтобы заменить человека в этом процессе на интеллектуального агента, который будет при помощи метода проб и ошибок находить выигрышную стратегию настройки и применять ее. Для этого ученые используют подход глубокого обучения с подкреплением - междисциплинарное исследование объединяет лазерные системы и алгоритмы искусственного интеллекта. Такие системы еще называют "умными лазерами". Их можно настраивать без участия человека. Однако предварительно требуется настройка, своего рода обучение.

Исследователи из Сколковского института науки и технологий разработали и собрали новый волоконный лазер с насыщающимся поглотителем на основе ионной ячейки из углеродных нанотрубок. Выяснилось, что при помощи подачи напряжения на ячейку из нанотрубок можно управлять характеристиками насыщающегося поглотителя. Это дает дополнительную свободу в управлении лазером. В будущем "умные" лазеры можно будет применять в металлообработке, системах связи, высокотехнологичной медицине, инженерных и научных исследованиях.