Broadband fibra optica transporta informatii despre impulsuri de lumina, la viteza luminii, prin fibre optice. Dar felul în care lumina este codificată la un capăt și procesată la cealaltă afectează viteza datelor.
Acest dispozitiv nanophotonic din lume, publicat în Nature Communications, codifică mai multe date și procesează-l mult mai rapid decât fibrele optice convenționale, folosind o formă specială de lumină "răsucite".
Dr. Haoran Ren de la Școala de Științe a RMIT, care a fost co-autorul lucrării, a declarat că dispozitivul nanophotonic mic construit pentru citirea luminii răsucite este cheia lipsă necesară pentru a debloca comunicațiile super-rapide, ultra-bandă largă.
"Comunicările optice de astăzi se îndreaptă spre o criză a capacității, deoarece nu reușesc să țină pasul cu cerințele din ce în ce mai mari ale Big Data", a spus Ren.
"Ceea ce am reușit să facem este să transmitem cu precizie datele prin lumină la cea mai înaltă capacitate, într-un mod care ne va permite să creștem masiv lățimea de bandă".
Comunicările de ultimă generație cu fibră optică, precum cele utilizate în rețeaua națională de bandă largă (NBN) a Australiei, utilizează doar o parte din capacitatea reală a luminii prin transmiterea datelor privind spectrul de culori.
Noile tehnologii în bandă largă aflate în curs de dezvoltare utilizează oscilația sau forma undelor luminoase pentru a codifica date, sporind lărgimea de bandă, de asemenea, folosind lumina pe care nu o putem vedea.
Această tehnologie de ultimă oră, la marginea de tăiere a comunicațiilor optice, transporta date despre undele luminoase care au fost răsucite într-o spirală pentru a crește capacitatea lor în continuare. Aceasta este cunoscută sub numele de lumină într-o stare de impuls orbital orbital sau OAM.
În 2016, același grup de la Laboratorul de nanophotonicuri de inteligență artificială (LAIN), RMIT, a publicat o lucrare perturbatoare în revista Science, care descrie modul în care reușiseră să decodeze o mică gamă a acestei lumini răsucite pe un cip nanophotonic. Dar tehnologia pentru a detecta o gamă largă de lumină OAM pentru comunicațiile optice nu era încă viabilă, până acum.
"Detectorul nostru miniatural OAM nano-electronic este conceput pentru a separa diferite stări de lumină OAM într-o ordine continuă și pentru a decoda informațiile purtate prin lumină răsucită", a spus Ren.
"Pentru a face acest lucru anterior ar fi nevoie de o mașină de dimensiunea unei mese, ceea ce este complet impractic pentru telecomunicații. Folosind nano-foi topologice superficiale care măsoară o fracțiune de milimetru, invenția noastră face acest lucru mai bine și se potrivește la sfârșitul unei fibre optice. "
Directorul și adjunctul adjunct adjunct al cancelarului pentru cercetare, inovare și antreprenoriat al RMIT, profesorul Min Gu, a declarat că materialele utilizate în dispozitiv sunt compatibile cu materialele pe bază de siliciu utilizate în majoritatea tehnologiilor, făcând-o ușor de extins pentru aplicații din industrie.
"Detectorul nostru Nano-electronic OAM este ca un" ochi "care poate" vedea "informația purtată de lumina răsucită și o decodifică pentru a fi înțeleasă de electronică. Tehnologia de înaltă performanță, costuri reduse și mărime mică face ca aceasta să fie o aplicație viabilă pentru următoarea generație de comunicații optice în bandă largă ", a spus el.
"Se potrivește cu scara tehnologiei existente în fibră și ar putea fi aplicată pentru a mări lățimea de bandă sau, eventual, viteza de procesare a fibrei respective cu peste 100 de ori în următorii doi ani. Această scalabilitate ușoară și impactul masiv pe care îl va avea asupra telecomunicațiilor este ceea ce este atât de interesant ".
Gu a spus că detectorul poate fi, de asemenea, utilizat pentru a primi informații cuantice transmise prin intermediul unei lumini răsucite, ceea ce înseamnă că ar putea avea aplicații într-o gamă întreagă de comunicații cuantice și de cercetare cuantică.
"Dispozitivul nostru nano-electronic va debloca întregul potențial al luminii răsucite pentru viitoarele comunicații optice și cuantice", a spus Gu.
