A szélessávú száloptika optikai szálakon keresztül információt szolgáltat a fény impulzusairól, fénysebességgel. De az, hogy a fény egyik végén van kódolva, és a másikkal feldolgozott, befolyásolja az adatsebességet.
Ez a világ első, a Nature Communications-ban közzétett nanofotikus eszköz több adatot kódol, és sokkal gyorsabban dolgozza fel, mint a hagyományos száloptika, a „csavart” fény speciális formájával.
Dr. Haoran Ren az RMIT School of Science-ről, aki a papír társszerzője volt, azt mondta, hogy az apró nanofotikus eszköz, amelyet a csavart fény olvasására épített, a hiányzó kulcs, amely a szupergyors, ultra-szélessávú kommunikáció feloldásához szükséges.
„A mai optikai kommunikáció egy„ kapacitáscsökkenés ”felé halad, mivel nem tudnak lépést tartani a Big Data egyre növekvő igényeivel” - mondta Ren.
„Amit sikerült elérnünk, az adatok pontosan átadják a fényt a legmagasabb kapacitáson oly módon, hogy lehetővé tegyük számunkra a sávszélességünk jelentős növelését.
A korszerű száloptikai kommunikáció, mint az Ausztrália nemzeti szélessávú hálózatában (NBN) használt, a fényspektrum adatainak hordozásával csak a fény tényleges hányadát használja fel.
A fejlesztés alatt álló új szélessávú technológiák a fényhullámok oszcillációját vagy alakját használják az adatok kódolásához, növelve a sávszélességet azáltal, hogy kihasználják azt a fényt, amelyet nem látunk.
Ez a legújabb technológia, az optikai kommunikáció élvonalában, olyan fényhullámok adatait hordozza, amelyek spirálba vannak csavarva, hogy tovább növeljék kapacitásukat. Ezt úgy nevezzük fénynek, hogy az orbitális szögsebességben vagy az OAM-ban van.
2016-ban ugyanaz a csoport az RMIT Mesterséges Intelligencia Laboratóriumából (LAIN) egy diszkriminatív kutatómintát tett közzé a Science folyóiratban, amely leírja, hogyan sikerült dekódolni egy kis választékot ennek a csavart fénynek egy nanofotikus chipen. Az optikai kommunikációhoz való széleskörű OAM-fényt észlelő technológia azonban még nem volt életképes.
„A miniatűr OAM nanoelektronikus detektorunk úgy lett kialakítva, hogy a különféle OAM fényállapotokat folyamatos sorrendben szétválasztja és dekódolja a csavart fény által hordozott információkat” - mondta Ren.
„Ehhez korábban olyan gépre lenne szükség, amely egy asztal méretét jelenti, ami teljességgel nem praktikus a távközlés számára. A milliméter töredékét mérő ultrathin topológiai nanoszemezek alkalmazásával a találmányunk jobban teljesíti ezt a feladatot, és illeszkedik az optikai szál végére.
A LAIN igazgatója és a helyettes kancellárhelyettes az RMIT kutatási innovációért és vállalkozói tevékenységért, Min Gu professzor elmondta, hogy a készülékben használt anyagok kompatibilisek a legtöbb technológiában használt szilícium alapú anyagokkal, így az iparági alkalmazások számára könnyebbé vált.
„Az OAM nanoelektronikus detektorunk olyan, mint egy„ szem ”, amely„ meglátja ”a csavart fény által hordozott információkat, és dekódolja azt az elektronika számára. Ez a technológia nagy teljesítményű, alacsony költségű és apró méretekkel életképes alkalmazást tesz lehetővé a szélessávú optikai távközlés következő generációjában ”- mondta.
„Megfelel a meglévő szálas technológia méretének, és a következő években több mint 100-szor alkalmazható a rostok sávszélességének vagy potenciálisan feldolgozási sebességének növelésére. Ez az egyszerű méretezhetőség és a hatalmas hatás, amit a távközlésre gyakorol, az olyan izgalmas.
Gu azt mondta, hogy az érzékelőt fel lehet használni arra is, hogy kvantuminformációt kapjon a csavaró fény segítségével, ami azt jelenti, hogy az alkalmazások a legmodernebb kvantum kommunikáció és a kvantum számítástechnikai kutatások széles skálájával rendelkezhetnek.
„Nanoelektronikus készülékünk kinyitja a csavart fény teljes potenciálját a jövőbeni optikai és kvantumkommunikációkra” - mondta Gu.
