Световые вихри: новый подход к передаче данных в оптоволокне?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

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
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
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

Термоядерный синтез 70 лет запускали не с того конца: как работает найденный учеными «короткий путь» к энергии будущего

Главная задача управляемого термоядерного синтеза — получить электричество за счет слияния легких атомных ядер, в первую очередь изотопов водорода: дейтерия и трития. Когда два таких...

Почему ровно раз в 60 секунд проседают электросети по всему миру: ученые нашли уязвимость в обычной технике

В начале каждой минуты во всех крупных энергосистемах мира происходит одно и то же событие: частота электрического тока в сети немного падает, а через двадцать-тридцать секунд возвращается в...

Маленький бумбокс с запросами взрослой деки: как устроен японский Sanyo M7770K

Корпус переносной магнитолы Sanyo M7770K 1984 года (в отдельных модификациях — 1985 года) имеет габариты 430 x 120 x 89 мм, хотя в каталогах встречаются размеры 432 x 132 x 102 мм. Сухой...

Почему на реках появляются огромные вращающиеся ледяные круги

Обычно река замерзает от берегов: ледяные полосы постепенно становятся шире, пока между ними не исчезнет открытая вода. Но иногда посреди реки остаётся большая круглая льдина, отделённая от...

Ученые создали робопса под управлением клеток мозга человека: в тестах он обучился в 4 раза быстрее компьютерного ИИ

Современные роботы отлично справляются с физическим движением. Они уверенно ходят по неровной поверхности, бегают, прыгают и удерживают равновесие после толчков. Механическая часть и программы...

Почему в современных автомобилях медные радиаторы уступили место алюминиевым

На старых автомобилях радиатор нередко был медно-латунным, а у современных легковушек под капотом обычно стоит алюминиевый. Замена кажется странной: медь лучше проводит тепло, а радиатор как раз...