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

«Вояджер-1» уже почти в одном световом дне от Земли: как NASA держит связь с аппаратом и сколько еще он проработает

18 ноября в 13:18 по московскому времени (в 5:18 утра по восточному времени США) автоматический космический аппарат NASA «Вояджер-1» пересечет историческую отметку. Он удалится от Земли на...

Яркие краски без капли краски: как новые «чужие» часы от Tsedro получились разноцветными

Независимое часовое ателье Tsedro традиционно экспериментирует с формой, содержанием, материалами. И даже тогда, когда материал кажется «типичным» для часов...

Что находится прямо над Солнцем и почему туда ещё не летал ни один человек

На любой привычной схеме Солнечной системы мы видим планеты, которые выстроены почти в одной плоскости (эклиптике). Меркурий, Земля, Юпитер и Нептун кружат по своим орбитам, а пространство...

Две рыбы в одном русле: почему чётную и нечётную горбушу признали разными биологическими видами

Личинка тихоокеанской горбуши скатывается в море весной при массе 0,2 г. Проведя на океаническом нагуле ровно один год, рыба возвращается в родную реку при длине 45-70 см и массе...

Зачем на дне бутылки с газировкой делают пять выступов

Пустая бутылка из-под газировки кажется почти невесомой: её стенку легко продавить пальцами. Но пока внутри находится напиток, та же тонкая оболочка удерживает давление газа и переносит...

Как в Салеме подозрения превратились в приговоры: документы, «призрачные доказательства» и 25 погибших

19 повешенных, один раздавленный камнями и суд, который сам себя остановил. Вторая часть расследования о Салеме: что известно по документам и что до сих пор спорно.