Naukowcy opracowali innowacyjną technologię optyczną zdolną do usprawnienia transmisji danych poprzez wykorzystanie metapowierzchni łatających częstotliwość przestrzenną.
Takie podejście pozwala wiązkom światła przenosić znacznie więcej danych wieloma niezależnymi kanałami, przezwyciężając ograniczenia tradycyjnych wiązek optycznych. Jego zastosowania obejmują bezpieczną komunikację, szyfrowanie i zaawansowane systemy optyczne.
Rewolucyjna technologia optyczna do transmisji danych
Naukowcy zaprezentowali zaawansowaną technologię optyczną, która znacząco zwiększa przepustowość i bezpieczeństwo transmisji danych (rysunek 1). Ten przełom obejmuje nowatorską metapowierzchnię z łataniem częstotliwości przestrzennych, zdolną do manipulowania wiązkami światła w niespotykany dotychczas sposób. Rezultatem jest stworzenie „idealnych wektorowych wiązek wirowych o superwydajności” (SC-PVVB), które charakteryzują się skomplikowanymi charakterystykami przestrzennymi i polaryzacyjnymi. Wiązki te mogą przenosić ogromne ilości informacji, co czyni je idealnymi do systemów transmisji danych o dużej gęstości.
Tradycyjne wiązki optyczne mają ograniczenia wydajności ze względu na ich zależność od globalnej modulacji fazy. Technologia SC-PVVB omija te ograniczenia poprzez lokalną regulację częstotliwości przestrzennej. Ta innowacja umożliwia utworzenie wielu niezależnych kanałów danych, z których każdy może oddzielnie przechowywać i przesyłać informacje, otwierając nowe możliwości wydajnej i bezpiecznej transmisji danych.
Odblokowywanie wielowymiarowych kanałów danych
Nowe podejście umożliwia precyzyjną kontrolę nad strukturą wiązki i polaryzacją, pozwalając na co najmniej 13 odrębnych kanałów danych (rysunek 2). Może to doprowadzić do powstania ultrabezpiecznych i wydajnych systemów komunikacji optycznej.
Jedną z kluczowych innowacji jest możliwość kontrolowania natężenia przestrzennego i polaryzacji tych wiązek w skali lokalnej, co pozwala na osadzanie informacji w trzech wymiarach wiązki światła. Naukowcy wykorzystali specjalnie zaprojektowaną siatkę Dammanna do wygenerowania układów SC-PVVB, maksymalizując ich potencjał przenoszenia danych.
Rozszerzanie zastosowań i przyszłe skutki
Potencjalne zastosowania tej technologii wykraczają poza transmisję danych i mają wpływ na szyfrowanie optyczne, bezpieczną komunikację, a nawet manipulację cząstkami. Dzięki możliwości obsługi dużych ilości danych przy jednoczesnym zapewnieniu solidnego bezpieczeństwa, SC-PVVB stanowią znaczący postęp w optycznej technologii informacyjnej, torując drogę przyszłym innowacjom w systemach komunikacji i szyfrowania.
Odniesienie: „Metapowierzchnia łatająca częstotliwości przestrzenne, umożliwiająca uzyskanie doskonałych wektorowych wiązek wirowych o superwydajności” autorstwa Zhipeng Yu, Xinyue Gao, Jing Yao, Zhiyuan Wang, Tianting Zhong, Yuzhi Shi, Bo Li, Puxiang Lai, Xiangping Li i Qinghua Song, 2 grudzień 2024, eŚwiatło.
DOI: 10.1186/s43593-024-00077-3
Finansowanie: Chińska Narodowa Fundacja Nauk Przyrodniczych, Program Badań Podstawowych Prowincji Jiangsu, Komisja ds. Innowacji Naukowych i Technologicznych w Shenzhen, Chiński Narodowy Program Badań i Rozwoju, Komisja ds. Nauki i Technologii w Guangdong, Rada ds. Grantów Badawczych w Hongkongu, Politechnika w Hongkongu, Krajowe kluczowe badania i Program Rozwoju Chin, Szanghajski Program Pilotażowy w zakresie Badań Podstawowych oraz Komisja Nauki i Technologii gminy Szanghaj
