Platjoslas šķiedru optika sniedz informāciju par gaismas impulsiem gaismas ātrumā, izmantojot optiskās šķiedras. Bet veids, kādā gaisma tiek kodēta vienā galā un apstrādāta citā, ietekmē datu ātrumu.
Šī pasaules pirmā nanofotoniskā ierīce, kas publicēta Nature Communications, kodē vairāk datu un apstrādā to daudz ātrāk nekā parastās optiskās šķiedras, izmantojot īpašu „vītā” gaismas formu.
Dr Haoran Ren no RMIT Zinātnes skolas, kurš bija kopīgs dokumenta autors, teica, ka tiny nanofotoniskā ierīce, ko tās ir izveidojušas vītā gaismas nolasīšanai, ir trūkstošais taustiņš, kas nepieciešams, lai atbloķētu super ātru, ultra-platjoslas sakarus.
„Mūsdienu optiskās komunikācijas virzās uz„ jaudas krīzi ”, jo tās nespēj sekot līdzi arvien pieaugošajām lielo datu prasībām,” sacīja Ren.
„Tas, ko mēs esam spējuši darīt, ir precīzi pārraidīt datus, izmantojot gaismu, ar savu lielāko jaudu tādā veidā, kas ļaus mums masveidā palielināt mūsu joslas platumu.”
Pašreizējie modernie optisko šķiedru sakari, tāpat kā tie, ko izmanto Austrālijas Nacionālajā platjoslas tīklā (NBN), izmanto tikai daļu no faktiskās gaismas jaudas, veicot datus par krāsu spektru.
Jaunās platjoslas tehnoloģijas, kas tiek izstrādātas, izmanto gaismas viļņu svārstības vai formu, lai šifrētu datus, palielinot joslas platumu, izmantojot arī gaismu, ko mēs nevaram redzēt.
Šī jaunākā tehnoloģija, kas ir optisko sakaru līderis, satur datus par gaismas viļņiem, kas ir spīti spirālam, lai vēl vairāk palielinātu to spēju. To sauc par gaismu orbitālā leņķiskā momenta stāvoklī vai OAM.
2016. gadā tā pati grupa no RMIT Mākslīgās izlūkošanas laboratorijas nanofotonikas laboratorijas (LAIN) publicēja zinātniski pētniecisko rakstu Science žurnālā, kurā aprakstīts, kā viņi spēja dekodēt nelielu šī vītā gaismas diapazonu nanofotoniskajā mikroshēmā. Taču tehnoloģija, kas ļauj atklāt plašu OAM gaismas spektru optisko sakaru jomā, vēl nebija dzīvotspējīga.
„Mūsu miniatūrais OAM nanoelektroniskais detektors ir paredzēts, lai atdalītu dažādus OAM gaismas stāvokļus nepārtrauktā secībā un dekodētu vītā gaismā pārvadāto informāciju,” sacīja Ren.
“Lai to izdarītu, iepriekš būtu nepieciešams, lai mašīna būtu tabulas izmērs, kas telekomunikācijām ir pilnīgi nepraktisks. Izmantojot ultrathin topoloģiskās nanosloksnes, kas mēra milimetru daļu, mūsu izgudrojums šo darbu dara labāk un iekļaujas optiskās šķiedras galā. ”
LAIN direktors un asociētā vietnieka kanclera vietnieks pētniecības inovācijas un uzņēmējdarbības jautājumos RMIT, profesors Min Gu, teica, ka ierīcē izmantotie materiāli ir saderīgi ar silīcija materiāliem, kurus izmanto lielākajā daļā tehnoloģiju, padarot to viegli pielietojamu rūpniecībā.
„Mūsu OAM nanoelektroniskais detektors ir kā“ acs ”, kas var“ redzēt ”informāciju, ko rada vītā gaisma, un dekodēt to elektronikas izpratnē. Šīs tehnoloģijas augstā veiktspēja, zemas izmaksas un tiny izmērs padara to par dzīvotspējīgu lietojumprogrammu nākamās paaudzes platjoslas optiskajiem sakariem, ”viņš teica.
“Tas atbilst esošās šķiedras tehnoloģijas mērogam un var tikt izmantots, lai palielinātu šīs šķiedras joslas platumu vai, iespējams, apstrādes ātrumu vairāk nekā 100 reizes nākamo pāris gadu laikā. Šī viegla mērogojamība un masveida ietekme uz telekomunikācijām ir tik aizraujoša. ”
Gu teica, ka detektoru var izmantot arī, lai saņemtu kvantu informāciju, kas nosūtīta, izmantojot pagriežamo gaismu, kas nozīmē, ka tā var būt lietojumprogrammās visdažādākajās kvantu komunikācijās un kvantu skaitļošanas pētījumos.
„Mūsu nanoelektroniskā ierīce atraisīs pilnu vītā gaismas potenciālu nākotnes optisko un kvantu sakariem,” teica Gu.
