Get best of the week

Bagaimana "swirling light" masuk ke jaringan optik

Insinyur Amerika telah mengembangkan sistem laser yang mengkodekan data menggunakan momentum sudut orbital dari gelombang cahaya. Informasi lebih lanjut tentang proyek dan analog sedang dalam proses.


/ Unsplash / Reid Zura

Yang dimaksud dengan cahaya berputar-putar


Cahaya "Biasa" memiliki muka gelombang datar - ini adalah permukaan yang telah dicapai proses gelombang pada saat ini. Dalam cahaya yang berputar-putar, muka gelombang adalah helicoidal - bidang fase berputar dengan pembuka botol ke arah rambat gelombang, oleh karena itu ia memiliki momentum sudut orbital ( Orbital Angular Momentum, OAM ). Parameter ini menentukan tingkat putaran dan tergantung pada arah di mana sekrup muka gelombang bergerak. Selain itu, nilainya bisa besar secara sewenang-wenang.

Momentum sudut orbital memiliki "kapasitas informasi" yang besar, sehingga sangat cocok untuk membangun sistem komunikasi. Data dikodekan dengan mengubah arah rotasi (searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam) dan kekuatan putaran. Pendekatan ini meningkatkan bandwidth jaringan dan mengurangi jumlah kesalahan dalam pengiriman informasi. Penelitian di bidang ini telah berlangsung setidaknya sejak 1995 . Namun, proses perpindahan cepat antara status OAM masih merupakan tugas yang tidak sepele.

Itu mungkin untuk diselesaikan oleh sekelompok insinyur Amerika dari Pennsylvania dan Northeastern University, serta Universitas Duke. Untuk beralih di antara momentum sudut orbital, para ahli mengembangkan sistem laser dengan Waveguide annular.

Bagaimana sistem "twist" bekerja


Di dalam Waveguide annular adalah serangkaian partisi khusus. Mereka menyebarkan cahaya yang bergerak di sepanjang cincin, di luar pandu gelombang - tegak lurus terhadap pesawat. Insinyur dapat mempengaruhi OAM dari cahaya yang tersebar dengan mengubah arah sinar. Pengembang mengatakan bahwa jika Anda menambahkan penguat cahaya ke sistem, ini akan meningkatkan jumlah momen sudut orbital yang tersedia. Ini akan memungkinkan Anda untuk mengubah kecerahan, yang akan memainkan peran variabel lain.

Bahan-bahan segar di blog kami:


Di masa depan, teknologi akan menemukan aplikasi dalam produksi chip optik yang lebih efisien. Tetapi sementara dia tidak siap untuk melampaui laboratorium. Pertama, spesialis perlu merancang laser yang dapat beralih antara status OAM dalam beberapa picoseconds. Kemudian, masalah yang terkait dengan transmisi momentum sudut yang andal akan dipecahkan dan protokol koreksi kesalahan dibuat.

Untuk menggunakan teknologi ini dalam jaringan serat optik skala besar, kabel itu sendiri juga harus diganti - tautan standar tidak dapat mentransmisikan cahaya yang berputar-putar. Para ahli dari Universitas Boston berbicara tentang fitur ini pada tahun 2013. Kemudian mereka menyarankan untuk memulai penggantian dengan kabel yang menghubungkan server di pusat data (karena mereka relatif pendek).

Siapa lagi yang bekerja di area ini


Pada tahun 2016, sebuah kelompok peneliti dari Universitas Wina mentransmisikan data menggunakan cahaya berputar ke jarak 143 km. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan cermin "fase spiral", yang memutar foton ke bilangan kuantum (mencirikan keadaan objek mikroskopis) lebih dari 10 ribu. Akibatnya, akurasi pembentukan muka gelombang meningkat.


/ Unsplash / Dollar Gill

Proyek lain - pada tahun 2017, insinyur Harvard menyajikan metasurface yang memutar cahaya menjadi spiral atau pembuka botol. Diharapkan akan meningkatkan kecepatan pengiriman data melalui jalur komunikasi optik atmosfer.dan dapat menjadi salah satu komponen kunci untuk mengatur jaringan kuantum. Insinyur dari University of Melbourne (RMIT)

juga bekerja pada teknologi untuk mentransmisikan data menggunakan lampu bengkok . Salah satu komponen kunci dari perangkat mereka adalah film telluride antimony . Ini diperlukan untuk menghasilkan polariton plasmon permukaan - kegembiraan kolektif yang disebabkan oleh interaksi foton dan getaran elektron. Polariton plasmon ini bertindak sebagai pembawa informasi.

Sejauh ini, teknologi baru sedang diuji di dinding laboratorium universitas. Namun para pengembang mengatakan bahwa mereka dapat memasuki pasar dalam dua tahun ke depan. Di masa depan, sistem teknik RMIT akan menjadi bagian dari Internet kuantum.

- :

More articles:


All Articles