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

Почему ученые не смогут воскресить древних животных: кого на самом деле вывели в Colossal под видом ужасного волка

В 2025 году американская биотехнологическая компания Colossal Biosciences объявила о том, что ей удалось возродить ужасного волка (Aenocyon dirus). Этот крупный хищник обитал на территории Северной...

Как вырастить лес в каменной пустыне: 180-летний эксперимент на острове Вознесения и его последствия

В 1836 году молодой английский ученый Чарльз Дарвин во время кругосветного плавания высадился на острове Вознесения в южной части Атлантического океана. Перед ним лежал участок суши площадью 88 км²...

Почему в одной комнате одни кутаются в теплые вещи, а другим жарко: ученые нашли причину в рецепторах кожи

В повседневной жизни легко заметить, что мужчины и женщины по-разному оценивают температуру в одном и том же помещении. Статистические опросы и замеры в офисах показывают устойчивую разницу в...

✦ ИИ  Разбор городского дизайна Рыбинска: как стилизованные вывески меняют улицу

У Рыбинска есть редкая для городского путеводителя особенность: знакомство с ним можно начать с букв. На Крестовой улице взгляд цепляется за вывески, затем переходит к фасадам, а потом —...

Лысый ибис: почему редкую птицу пришлось учить дороге на юг с помощью летательного аппарата

Над полями летит небольшой аппарат с мотором. Рядом держится стая тёмных птиц с длинными изогнутыми клювами. Они не преследуют машину и не случайно оказались поблизости: в ней сидит человек,...

Зебровые мидии попали в Великие озёра с балластной водой — вода стала прозрачнее, а трубы начали зарастать раковинами

В конце 1980-х на дне озера Сент-Клэр между озёрами Гурон и Эри обнаружили небольшого моллюска с полосатой раковиной. Зебровая мидия Dreissena polymorpha была хорошо известна в Европе, но в...