Левая - еле втиснулась

Технология совместной оптики (CPO) позволяет объединять фотонные интегральные схемы (PICs) с электронными интегральными схемами (EIC), такими как центральные и графические процессоры, на одной платформе. Эта продвинутая технология значительно повышает эффективность передачи данных в центрах обработки данных и высокопроизводительных вычислительных системах. Для работы CPO необходим лазерный источник, который может быть встроен в кремниевые фотонные чипы (интегрированные лазерные источники) или предоставляться извне.

Интегрированные лазерные источники обеспечивают плотную интеграцию, но поддержание их надежности может быть сложной задачей, что влияет на общую стабильность системы. В отличие от них, использование внешних лазерных источников (ELS) в CPO повышает надежность.

Одномодовые полимерные волноводы играют ключевую роль в PICs, передавая свет от внешнего лазера к PIC или распределяя оптические сигналы внутри системы. Они экономичны, механически гибки и хорошо совместимы с электрическими цепями, что делает их перспективными для использования в CPO с ELS.

Группа исследователей под руководством доктора Сатоши Суда из Национального института передовых промышленных наук и технологий Японии изучила стабильность и надежность одномодовых полимерных волноводов на стеклоэпоксидных подложках. Результаты, опубликованные в журнале Lightwave Technology, показывают, что эти волноводы обладают желаемыми характеристиками, что делает их многообещающим компонентом для будущих систем CPO.

"Полимерные волноводы обладают значительным потенциалом для сложных систем CPO. Мы оценили основные оптические свойства одномодовых волноводов на стеклянной эпоксидной подложке," — говорит доктор Суда.

Команда изготовила волноводы длиной 11 мм с помощью прямой лазерной записи на стеклоэпоксидных подложках FR4. Волноводы имели четко контролируемые размеры сердцевины (9,0 мкм × 7,0 мкм), что подходит для стандартных одномодовых волокон. Они продемонстрировали низкие потери, зависящие от поляризации (PDL), и низкую дифференциальную групповую задержку (DGD), а также отличную однородность в восьми образцах.

Волноводы с низким PDL и DGD способствуют стабильной передаче сигнала в системах CPO, минимизируя искажения. Исследователи отметили постоянные размеры вносимых потерь и модового поля, что позволяет предположить, что они могут служить энергоэффективными оптическими межсоединениями для CPO.

Кроме того, волноводы на стеклоэпоксидных подложках демонстрируют желаемый коэффициент ослабления поляризации (PER), который отражает способность волноводов поддерживать определенную поляризацию передаваемых сигналов. Команда измерила PER на всех длинах волн в рамках стандарта CWDM4 (1271, 1291, 1311 и 1331 нм) и обнаружила высокие значения PER, превышающие 20 дБ, что соответствует спецификациям OIF для систем CPO на базе ELS.

Испытания волноводов на основе стекла и эпоксидной смолы в условиях высокой мощности показали их устойчивость к снижению энергопотребления даже после шести часов непрерывной работы, при этом проблемы с нагревом минимальны. ELS, использованный в экспериментах, обеспечивал стабильную работу в течение шести часов и был предоставлен компанией Furukawa Electric Co., Ltd.

"Эти результаты демонстрируют большой потенциал полимерных волноводов для практического применения в требовательных системах CPO, обеспечивая надежную основу для технологий оптической связи нового поколения с высокой плотностью и пропускной способностью," — заключает доктор Суда.

Абсолютный предел точности: загадка, которую стоит разгадать!

Представьте себе ситуацию: вы пытаетесь рассмотреть маленький объект, скрытый за мутным стеклом неправильной формы. Вместо четкого изображения вы видите сложный световой узор, состоящий из множества светлых и темных пятен. Вопрос, который возникает: насколько точно мы можем определить, где на самом деле находится объект, основываясь на этом изображении?

Эта задача имеет огромное значение для таких областей, как биофизика и медицинская визуализация. Когда свет проходит через биологические ткани, он теряет информацию о более глубоких структурах. Но какую часть этой информации можно восстановить? Ответ на этот вопрос не только технический — здесь вступает в игру сама физика, устанавливающая фундаментальные ограничения.

Здесь на помощь приходит теоретический показатель, известный как информация Фишера. Этот показатель описывает, сколько информации содержит оптический сигнал о неизвестном параметре, таком как положение объекта. Если информация Фишера невелика, точное определение становится невозможным, независимо от того, насколько тщательно вы анализируете сигнал. Исходя из этого, команда смогла рассчитать верхний предел теоретически достижимой точности в различных экспериментальных сценариях.

Нейронные сети: учимся на хаосе.

Пока теоретики занимались расчетами, экспериментальная группа, возглавляемая Дорианом Буше из Университета Гренобля, провела захватывающий эксперимент. Лазерный луч направлялся на небольшой отражающий объект, скрытый за мутной жидкостью. На полученных изображениях были видны только сильно искаженные световые узоры. Условия измерения варьировались, что усложняло получение точной информации о местоположении объекта.

"Для человеческого глаза эти изображения выглядят как случайные узоры", — говорит Максимилиан Веймар, один из авторов исследования. Но вот в чём фишка: если мы введём множество таких изображений — каждое с известным положением объекта — в нейронную сеть, она сможет распознать, какие шаблоны связаны с какими позициями. После достаточного обучения сеть смогла очень точно определять положение объекта, даже с учётом новых, неизвестных шаблонов.

Почти на пределе физических возможностей.

Интересно, что точность прогнозирования была лишь незначительно ниже теоретически достижимого максимума, рассчитанного с использованием информации Фишера. "Это означает, что наш алгоритм, поддерживаемый искусственным интеллектом, не только эффективен, но и почти оптимален", — утверждает профессор Роттер. Он обеспечивает почти ту же точность, что и законы физики.

Это открытие имеет далеко идущие последствия: с помощью интеллектуальных алгоритмов оптические методы измерений могут быть значительно усовершенствованы в широком спектре областей — от медицинской диагностики до исследований материалов и квантовых технологий. В будущих проектах исследовательская группа планирует сотрудничать с партнёрами из прикладной физики и медицины, чтобы исследовать, как эти методы, поддерживаемые искусственным интеллектом, могут быть использованы в конкретных системах.

Таким образJV, мы стоим на пороге новой эры в оптических измерениях. Искусственный интеллект, в сочетании с глубокими знаниями о физике, открывает двери к более точным и эффективным методам визуализации. В будущем мы сможем разглядеть мир с такой чёткостью, о которой раньше могли только мечтать. И, возможно, в этом мире не останется ни одного «размытого пятна».

Знакомьтесь — Зенитар, Мир 1В, Гелиос 44-2 и Юпитер 9. Эти советские легенды до сих пор участвуют в процессе съемки голливудских блокбастеров, и теперь они доступны для камеры с байонетом Sony E, да и для любой другой современной камеры.

Да, у этой винтажной оптики изначально нет автофокуса, зато есть характер, глубина и неповторимое боке. Но как адаптировать старые объективы к современным камерам? Раньше рехаус (перекомпоновка оптики) стоил огромных денег — например, Гелиос 44-2 после переделки мог подорожать с 5 до 100 тысяч рублей.

К счастью, инженер Андрей Колесников из Липецка нашел решение. Его 3D-печатные кольца позволяют модернизировать объективы без сложной разборки, сохраняя их душу и делая их доступными даже для начинающих.

Наши съемки с Sony FX3 и Nex доказывают Зенитар, Мир 1В, Гелиос 44-2 и Юпитер 9 еще рано списывать на свалку истории их рассвет только начинается. А ещё — никаких проблем с фильтрами и компендиумами! Переходные кольца и 3d-печатные проставки прекрасно решают эти задачи. Не забудем и про кастомизацию, ведь маркировки ускоряет работу на площадке, и позволят вашему проду выглядеть серьёзнее.