В лаборатории «Квантовая инженерия света» ЮУрГУ в рамках проекта «Развитие новых квантовых технологий по оцениванию неизвестных параметров» ведутся работы по созданию датчика для измерения малых смещений и сопряженных физических величин.
Разработками в рамках проекта руководит заведующий лабораторией «Квантовой инженерии света» ЮУрГУ и научный руководитель Центра квантовых технологий МГУ имени М.В. Ломоносова, доктор физико-математических наук, профессор Сергей Павлович Кулик.
Основная задача проекта – создание линейки сенсоров, позволяющих сверхточно измерять малые смещения. Предполагается, что сенсор будет производить значительно более точные измерения в сравнении с классическими приборами. За рубежом подобные приборы, несомненно, уже существуют. Перед российскими учеными и конкретно перед сотрудниками лаборатории «Квантовая инженерия света» в рамках политики импортонезависимости стоит задача – создать отечественный высокочувствительный аналог.
В основе принципа работы датчика измерения малых смещений лежит эффект антикорреляции фотонов. Это квантовый эффект, заключающийся в том, что если два одинаковых (по частоте и поляризации) фотона одновременно падают с разных сторон на светоделитель, то на его выходе оба фотона окажутся в одном из двух каналов светоделителя.
В лаборатории уже собран макет согласно техническому заданию. Это центральное ядро датчика смещений, построенное на эффекте антикорреляции фотонов.
Работа показала, что характеристики устройства чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры основных узлов изделия: диодный лазер, кристалл, делитель пучка. К настоящему моменту уже опробована система стабилизации температуры устройства. Перед коллективом лаборатории стоят следующие задачи:
-
уменьшить размеры датчика;
-
повысить его чувствительность;
-
найти комплектующие, чтобы уменьшить стоимость работ и сделать проект более экономически выгодным.
Изначально устройство занимало много места (порядка 2 метров в длину), так как в нем использовался газовый лазер. Сейчас в датчике применяется полупроводниковый лазер, что позволило значительно уменьшить размеры устройства (сегодня это стенд с размерами порядка 30*30 см.).
В настоящее время разработки по проекту находятся в стадии компактного действующего макета. О применении датчика в широком спектре отраслей промышленности можно будет говорить после перехода на другой уровень технологической готовности.
Особая значимость исследований по проекту – в создании импортонезависимого продукта. Авторы разработки стремятся закрыть нишу измерительных приборов сверхвысокой чувствительности, так как отечественных аналогов пока не существует, а иностранные приборы приобрести невозможно из-за санкционных ограничений.
Работы по проекту ведутся в рамках СП «Интеллектуальное производство» программы «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и Университеты».