Ясухару Суэмацу
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Ясухару Суэмацу | |
|---|---|
 Портрет Ясухару СУЭМАЦУ-2006 | |
| Рожденный | 22 сентября 1932 г. ( 91 год) [1] [3] Гифу, Япония [3] |
| Национальность | японский [1] |
| Альма-матер | Токийский технологический институт [1] [3] |
| Известный | вклад в развитие оптоволоконной связи |
| Награды | 2015 Орден Культуры от Императора Японии. 2014 г. Премия Японии [1] 1986 года Премия Дэвида Сарноффа IEEE [1] |
| Научная карьера | |
| Поля | оптическая связь [3] |
| Известные студенты | Ёсихиса Ямамото [4] |
Ясухару Суэмацу ( 末松 安晴 , Суэмацу Ясухару ) (родился в 1932 году) — исследователь и преподаватель в области технологий оптической связи. Его исследования включали разработку динамических одномодовых полупроводниковых лазеров для срабатывания и разработку технологии высокопроизводительной оптоволоконной связи на большие расстояния.
Биография [ править ]
Ясухару Суэмацу родился 22 сентября 1932 года в Гифу, Япония. [3] Он получил степень бакалавра наук (1955 г.) и доктора философии. (1960) из Токийского технологического института . [1] [3] После этого он поступил на факультет Токийского технологического института в качестве профессора и стал его президентом в 1989 году. [1] Позже он также занимал должность первого [5] Президент недавно основанного технологического университета Кочи , а затем стал генеральным директором. [1] Национального института информатики . В 1993 году он был избран членом Национальной инженерной академии за вклад в понимание и развитие оптических волокон, высокопроизводительных полупроводниковых лазеров и интегрированной оптоэлектроники. [ нужна ссылка ]
Он является автором не менее 19 книг и более 260 научных работ. [2]
Исследования [ править ]
Профессор Суэмацу наиболее известен своим вкладом в развитие оптоволоконной связи .Он разработал полупроводниковые лазеры , которые даже при высокоскоростной модуляции излучают свет стабильной длины волны.что совпадает с областью длин волн, где оптические потери волокон достигают минимума. [6]
эксперимента по оптоволоконной связи ранняя Самая демонстрация
Самая ранняя демонстрация оптоволоконной связи была проведена Суэмацу и его учениками 26 мая 1963 года по случаю дня открытых дверей Токийского технологического института (рис.1).
Источник света представлял собой гелий-неоновый газовый лазер, модулятор представлял собой модулятор ручной работы с использованием кристалла ADP, подаваемое голосовое напряжение сигнала 1200 Вольт, для вращения поляризации в ответ на голосовой сигнал, оптический жгут из стекловолокна в качестве среды передачи. и трубка фотоумножителя детектора. Оригинальный ADP, сохраненный в эксикаторе, а также копия этого эксперимента, восстановленная в 2008–2007 годах, как показано на рис. 1, были зарегистрированы как Наследие технологий будущего в Национальном музее науки Японии в 2019 году.
одномодовых Создание динамических лазеров
Свет — это самая высокая частота электромагнитных волн, которыми может управлять человек. Он значительно превосходит радиоволны в передаче большого объема информации. Исследования в области оптической связи проводились, например, в США, Японии и Англии. Считалось, что природа оптоволоконной связи позволяет передавать большие объемы информации на большие расстояния по всему миру. Чтобы воплотить это в жизнь, основное внимание уделялось созданию динамического одномодового лазера (DSM-лазера) (рис. 2), который имеет следующие три характеристики:
(1) работает в диапазоне длин волн, который вызывает минимальные потери в оптическом волокне, что позволяет осуществлять передачу на большие расстояния (в ходе следующих исследований было обнаружено, что идеальный диапазон длин волн — 1,5 микрометра);
(2) стабильно работает на одной длине волны, чтобы преодолеть проблему снижения пропускной способности из-за дисперсии постоянной распространения в одномодовом оптическом волокне; и
(3) позволяет настраивать длину волны для адаптации к общению на нескольких длинах волн.
Сначала в 1972–1974 годах Суэмацу и его ученик предложили одномодовый резонатор, который состоял бы из волновода с показателем преломления для поперечной моды и двух распределенных отражателей, соединенных между собой с фазовым сдвигом на нечетные числа в полπ для аксиальной одиночной моды. режим работы (рис.2) . Тем временем Суэмацу впервые разработал материалы для смешанного кристалла GaInAsP/InP для полупроводникового лазера, который будет работать в диапазоне длин волн 1,5 микрометра, что приводит к минимальным потерям внутри оптического волокна, как отметил Дональд А. Кек и др. предложен в 1973 году и непрерывно работает при комнатной температуре в июле 1979 года. После этих предварительных достижений Суэмацу и его коллегам удалось создать интегрированный лазер со встроенными распределенными отражателями, используя материал в диапазоне 1,5 микрометра. В октябре 1980 года Суэмацу и его ученики создали динамический одномодовый лазер, который стабильно работает в одной моде даже при быстрой прямой модуляции (рис.3 и рис.4) и непрерывно работает при комнатной температуре. Этот лазер оставался в стабильном режиме работы даже при изменении температуры, чтобы можно было термически перестроить длину волны в диапазоне 1,5 микрометра. Таким образом, родился термоперестраиваемый динамический одномодовый лазер, который положил начало разработке высокоскоростной оптоволоконной системы диаметром 1,5 микрометра, о чем упоминается, например, в Золотой медали Вальдемара Поульсена 1983 года, в Датской истории оптической связи и в 1986 году. Премия Сарнова. Его спектральное поведение было тщательно исследовано для достижения полной одномодовой работы. Тем временем в отраслях прогрессировали исследования и разработки в таких областях, как оптические волокна, оптические схемы, оптические устройства, схемы модуляции и системные структуры. Реализация динамического одномодового лазера стала толчком к развитию волоконно-оптической связи большой мощности и на большие расстояния, и в конце 1980-х годов он начал применяться в коммерческом масштабе.
Лазер с фазовым сдвигом и распределенной связью обратной
Среди них лазер с распределенной обратной связью с фазовым сдвигом (DFB), который Суэмацу и его ученики предложили в 1974 году и продемонстрировали Кадзухито Фуруя в ноябре 1983 года (рис.5), представляет собой термоперестраиваемый динамический одномодовый лазер, который имел высокую скорость производительность согласно награде Electronics Letter Premium Award 1985 года, IEE, Великобритания. С начала 1990-х годов он последовательно и широко использовался в коммерческих целях в качестве стандартного лазера для использования на больших расстояниях, что было отмечено премией C&C 1994 года. Часто лазерная решетка используется для покрытия широких диапазонов длин волн (рис.6).
Лазер с длиной волны перестраиваемой
С другой стороны, электроперестраиваемый динамический одномодовый лазер, который станет целью динамического одномодового лазера, представляет собой так называемый лазер с перестраиваемой длиной волны, который был предложен Суэмацу и его учениками в 1980 году (рис. 7) и продемонстрирован в 1983 году. Позже диапазон настройки длин волн был увеличен за счет введения Юичи Томори, Юдзо Ёсикуни и Ларри Колдрена распределенных отражателей с несколькими шагами решеток. Электроперестраиваемый динамический одномодовый лазер особенно важен, поскольку его можно тонко настраивать, а также монолитно интегрировать вместе с другими фотонными устройствами, которые требуют отдельной тепловой настройки в виде PIC (фотонных интегральных схем). Примерно в 2004 году усилиями тех, кто участвовал в этом процессе, этот лазер с перестраиваемой длиной волны был разработан и коммерчески использован в системах плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (D-WDM) и оптических когерентных системах. Его начали использовать всерьез примерно в 2010 году.
исследований вклад Социальный
Оптоволоконная связь с высокой пропускной способностью и на большие расстояния в диапазоне длин волн с наименьшими потерями 1,5 микрометра использует в качестве источников света динамические одномодовые лазеры (DSM-лазеры), такие как лазеры с распределенной обратной связью с фазовым сдвигом и лазеры с перестраиваемой длиной волны. с исследованием и разработкой оптического волокна, оптических устройств, схем модуляции и тому подобного. Лазеры с распределенной обратной связью с фазовым сдвигом, разработанные в ходе этого исследования, были коммерчески применены на больших расстояниях — для наземных магистральных систем (1987 г.) и для межконтинентальных подводных кабелей (1992 г.) (рис. 8) — и продолжают поддерживать развитие Интернета по сей день. .Позже, примерно с 2004 года, лазеры с перестраиваемой длиной волны используются в качестве источника света для развития систем плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (D-WDM) и систем оптического когерентного волокна для схем многоуровневой модуляции. Оптоволоконная связь образует очень плотную сеть связи, огибающую земной шар десятки тысяч раз, а также используется в таких приложениях, как Ethernet на средние расстояния. Кроме того, ДСМ [7] лазеры в диапазоне 1,5 микрометра используются для оптических линий от АТС до дома в FTTH. Производительность оптоволокна представляет собой побочный продукт пропускной способности, а расстояние ежегодно увеличивается в геометрической прогрессии, как показано на рис. 9. Таким образом, возможности передачи информации по оптическому волокну достигли в несколько сотен тысяч раз большей, чем у предшествующих им коаксиальных кабелей, и значительно снизили стоимость передачи информации. Отражая это, в середине 1990-х годов одна за другой появились такие сетевые индустрии, как Yahoo, Google и Rakuten. Прогрессировала оптоволоконная связь, развился Интернет, и мгновенная передача большого объема знаний теперь стала повседневным явлением. В 2018 году население Интернета достигло 39 миллиардов человек, что составляет 52% населения мира.В эпоху электросвязи 1960-х годов большие объемы данных, например, документы, от которых зависит цивилизация, медленно распространялись в таких формах, как книги. Напротив, распространение оптоволоконной связи с высокой пропускной способностью и на большие расстояния позволило мгновенно интерактивно использовать большие объемы информации, такой как книги. Исследования волоконно-оптической связи способствовали быстрому переходу к цивилизации, основанной на информационно-коммуникационных технологиях.
Ссылки [ править ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л Фонд премии Японии: доктор Ясухару Суэмацу. Датировано 2014 г., копия в архиве на archive.org.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Обладатели медали за образование IEEE Джеймса Х. Маллигана-младшего , копия из архива на archive.org
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж Наката, Ю.; Асада, М.; Суэмацу, Ю. (сентябрь 1986 г.). «Анализ нового триодного устройства с резонансным переносом электронов, использующего сверхрешетку металл-изолятор для высокоскоростного реагирования». Журнал IEEE по квантовой электронике . QE-22 (9): 1880–1886. Бибкод : 1986IJQE...22.1880N . дои : 10.1109/JQE.1986.1073178 .
- ^ Ёсихиса Ямамото: Биографическая справка. Датировано январем 2005 г. Оригинал на stanford.edu. Архивировано 18 июля 2010 г. в Wayback Machine . Архивировано 18 июля 2010 г. в Wayback Machine.
- ^ Технологический университет Коти: Поздравляем почетного профессора Ясухару Суэмацу с получением премии Японии. Датировано 31 января 2014 г., копия в архиве на archive.org.
- ↑ Японский призовой фонд: новаторские исследования полупроводниковых лазеров для высокопроизводительной оптоволоконной связи на большие расстояния , архивная копия на archive.org.
- ^ Суэмацу, Ясухару (15 марта 2014 г.). «Динамические одномодовые лазеры» . Журнал световых технологий . 32 (6): 1144–1158. Бибкод : 2014JLwT...32.1144S . дои : 10.1109/JLT.2013.2293817 . S2CID 31634729 .
