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

Как голуби кормят птенцов «молоком», хотя у них нет молочных желёз

Взрослый голубь клюёт зёрна и семена, но своему только что вылупившемуся птенцу приносит совсем другую пищу. Первые дни тот питается густой светлой массой, которую называют голубиным молоком. Её...

«Северянка»: зачем советскую боевую подлодку отправили следить за рыбой

Чтобы заглянуть в море изнутри «Северянки», нужно было придвинуть лицо к маленькому круглому стеклу. Диаметр иллюминатора составлял всего 13 сантиметров. За ним могли появиться сельдь, медузы или...

Кто превратил Салем в страшную сказку: ни костров, ни жриц вуду, ни романа с Проктором

Ведьм в Салеме не сжигали, роман Абигейл с Проктором выдумал Артур Миллер, а Титубу «сделали» африканкой через двести лет. Разбираем, кто и зачем придумал главные мифы.

Паровой молот Нэсмита: как одна машина изменила тяжёлую ковку металла

В кузнице начала XIX века размер поковки упирался не только в мастерство кузнеца. Чем массивнее становился вал, якорь или деталь паровой машины, тем труднее было нанести по раскалённому металлу...

✦ ИИ  Как работает QR-код? Зачем нужны три чёрных квадрата и что находится в четвёртом углу

Нормальные люди открывают камеру телефона в кафе, чтобы посмотреть меню, заказать бургер и забыть. Я — нет. Я зависаю над этой дурацкой черно-белой заплаткой на салфетке как...

Обзор портативного паяльника Alientek T90C: 28 Вольт питания, ножевое жало и тесты термостабилизации

Современная портативная паяльная техника переживает период активной эволюции, обусловленный внедрением высокоскоростных протоколов передачи питания и миниатюризацией микроконтроллерных систем...