Световые вихри: новый подход к передаче данных в оптоволокне?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Информационный век требует всё большей пропускной способности каналов связи. Мы привыкли к тому, что данные текут по оптоволоконным кабелям, закодированные в лазерном свете. Но что, если сам свет можно структурировать, придавая ему новые свойства и, тем самым, увеличивая объем передаваемой информации? Исследователи из Университета Аалто в Финляндии предлагают использовать для этого миниатюрные «ураганы» света — оптические вихри.

Вихрь в данном контексте — это особый тип распределения электромагнитного поля в световом луче. Представьте себе луч, в центре которого — темное пятно, «глаз бури», окруженное кольцом яркого света. Этот эффект достигается за счет того, что векторы электрического поля в разных точках луча направлены в разные стороны, гася друг друга в центре и усиливаясь на периферии.

Световые вихри в оптоволокне, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

До сих пор создание таких вихрей было связано с использованием симметричных структур на наномасштабе. Квадратная решетка наночастиц порождает одиночный вихрь, шестиугольная — двойной, и так далее. Чем сложнее вихрь, тем сложнее должна быть геометрическая структура, его создающая.

Финские ученые пошли другим путем. Они создали квазикристаллическую структуру, состоящую из 100 000 металлических наночастиц размером около 100 нанометров. Квазикристаллы — это структуры, обладающие локальным порядком, но лишенные глобальной периодичности, свойственной обычным кристаллам. Этот «полупорядок», по словам исследователей, позволил им управлять свойствами световых вихрей с небывалой гибкостью.

Ключевым моментом стало нестандартное использование свойств электрического поля. Вместо того чтобы размещать наночастицы в точках максимальной интенсивности поля, ученые поместили их в области минимального взаимодействия — своего рода «мертвые зоны». Это позволило с высокой точностью формировать вихри с заданными характеристиками.

Световые вихри, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Потенциал этого открытия огромен. Закодировав информацию в различных типах вихрей, можно существенно увеличить пропускную способность оптоволоконных линий. Предварительные оценки говорят о потенциальном увеличении в 8-16 раз по сравнению с существующими технологиями. Представьте, какие объемы данных можно будет передавать по одному волокну!

Конечно, от лабораторных экспериментов до практической реализации длинный путь. Предстоит решить множество инженерных задач, связанных с масштабированием технологии и ее интеграцией в существующую инфраструктуру. Однако первый шаг сделан, и он открывает впечатляющие перспективы в области оптоволоконной связи. Возможно, именно световые вихри станут языком будущих информационных сетей. В то время как группа ученых из Аалто продолжает свои исследования в области сверхпроводимости и органических светодиодов, их работа с квазикристаллами и световыми вихрями уже заставила научный мир обратить внимание на этот перспективный направления.

3 комментария

Добавить комментарий

a
Представьте себе луч, в центре которого — темное пятно, «глаз бури», окруженное кольцом яркого света. Этот эффект достигается за счет того, что векторы электрического поля в разных точках луча направлены в разные стороны, гася друг друга в центре и усиливаясь на периферии.

Как красиво обычную интерференцию описали. Куда там «скучным школьным учебникам»…
ViaLs
Прикол сколо про фракталы совместно с градиентами писать будут… Я так пологаю ixbt.com из олдов некого не осталось раз новости 2000 пошли

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему 90% людей — правши? Неочевидная связь между нашей походкой, эволюцией мозга и выбором руки

Девять из десяти человек на Земле используют правую руку для выполнения большинства повседневных задач. С точки зрения современной культуры и устройства нашего быта это абсолютная норма. Мы...

Глобальный стратегический резерв кленового сиропа: как работает «сладкая нефть» Северной Америки

В массовой культуре принято считать, что стратегические запасы государств ограничиваются нефтью, золотом или зерном. Однако в Северной Америке существует ресурс, чей оборот и значимость для...

Где находится город, который строится всего на неделю, и почему в конце его сжигают

Раз в год, а если быть совсем точным до дат, в последний понедельник августа в Неваде прямо посреди пустыни вырастает город. Со своим названием, правилами и нехилым населением, доходящим до 80...

Обзор Hidizs ST2 Pro: наушники с отличным кабелем

В то время, как остальные производители снижают цены и шлифуют возможности своих излучателей, небезызвестные Hidizs в своих новеньких наушниках ST2 Pro сделали ставку на кабель, да не простой, а со...

Посёлок Кратерный: для чего СССР построил базу в кальдере вулкана и что с ней сейчас

На северной оконечности острова Симушир, в средней группе Курильских островов, лежит бухта Броутона. Это необычная природная гавань, представляющая собой затопленную кальдеру древнего вулкана. Её...

Что мы знаем о ежах: слух вместо зрения, спячка на грани смерти и жизнь среди людей

Думаете, еж просто носит яблоки и лечится молоком? Как бы не так. Рассказываю про 6000 игл-локаторов, ночной ультразвук и почему обычная машина для ежа — невидимая угроза. Вся правда о колючем соседе.