Širokopojasna optička vlakna nose informacije o impulsima svetlosti, brzinom svetlosti, kroz optička vlakna. Ali način na koji se svetlost kodira na jednom kraju i obrađuje na drugoj strani utiče na brzine podataka.
Ovaj prvi svjetski nanofotonski uređaj, objavljen u Nature Communications, kodira više podataka i obrađuje ga mnogo brže od konvencionalnih optičkih vlakana koristeći poseban oblik 'upletene' svjetlosti.
Dr Haoran Ren iz RMIT-ove škole za nauku, koji je bio glavni autor ovog lista, kaže da je sićušni nanofotonski uređaj koji su napravili za čitanje upletenog svjetla nedostaje ključ potreban za otključavanje super-brze, ultra-širokopojasne komunikacije.
"Današnje optičke komunikacije idu ka" krizi kapaciteta "jer ne uspijevaju pratiti sve veće zahtjeve velikih podataka", rekao je Ren.
"Ono što smo uspeli da uradimo je precizno prenošenje podataka preko svetla u svom najvećem kapacitetu na način koji će nam omogućiti da masovno povećamo naš propusni opseg."
Sadašnje najsuvremenije optičke komunikacije, poput onih koje se koriste u australskoj nacionalnoj širokopojasnoj mreži (NBN), koriste samo djelić stvarnog kapaciteta svjetlosti prenoseći podatke o spektru boja.
Nove širokopojasne tehnologije koje se razvijaju koriste oscilaciju ili oblik svetlosnih talasa za kodiranje podataka, povećavajući propusnost tako što koriste i svetlost koju ne možemo da vidimo.
Ova najnovija tehnologija, na oštrici optičkih komunikacija, prenosi podatke o svetlosnim talasima koji su uvrnuti u spiralu da bi još više povećali njihov kapacitet. Ovo je poznato kao svetlo u stanju orbitalnog momenta ili OAM.
U 2016. godini ista grupa iz RMIT-ove Laboratorije za nanofotoniku umjetne inteligencije (LAIN) objavila je istraživački članak u časopisu Science koji opisuje kako su uspjeli dekodirati mali raspon ovog upletenog svjetla na nanophotonskom čipu. Međutim, tehnologija za otkrivanje širokog spektra OAM svjetla za optičku komunikaciju do sada nije bila održiva.
„Naš minijaturni OAM nano-elektronski detektor je dizajniran da razdvaja različita OAM svetlosna stanja u neprekidnom poretku i da dekodira informacije koje nosi upletena svetlost“, rekao je Ren.
„Da bi se to uradilo ranije, bila bi potrebna mašina veličine tabele, što je potpuno nepraktično za telekomunikacije. Korišćenjem ultratankih topoloških nanosheata dimenzija milimetra, naš izum radi ovaj posao bolje i uklapa se na kraj optičkog vlakna. "
Direktor LAIN-a i zamjenik zamjenika prorektora za inovacije u istraživanju i poduzetništvo na RMIT-u, profesor Min Gu, kaže da su materijali korišteni u uređaju kompatibilni sa silicijumskim materijalima koji se koriste u većini tehnologija, što olakšava proširenje za industrijske aplikacije.
“Naš OAM nano-elektronski detektor je kao 'oko' koje može 'videti' informacije koje nosi upletena svetlost i dekodirati da bi ih elektronika razumela. Visoke performanse ove tehnologije, niske cijene i male veličine čine ga primjenjivom aplikacijom za sljedeću generaciju širokopojasnih optičkih komunikacija “, rekao je on.
„Uklapa se u opseg postojeće tehnologije vlakana i može se primijeniti kako bi se povećao propusni opseg ili potencijalno brzina obrade tog vlakna za više od 100 puta u narednih nekoliko godina. Ova jednostavna skalabilnost i veliki uticaj na telekomunikacije je ono što je tako uzbudljivo. ”
Gu je rekao da se detektor može koristiti i za primanje kvantnih informacija koje se šalju preko rotirajućeg svetla, što znači da može da ima aplikacije u čitavom nizu kvantnih komunikacija i kvantnih računarskih istraživanja.
„Naš nano-elektronski uređaj će otkriti pun potencijal upletene svetlosti za buduće optičke i kvantne komunikacije“, rekao je Gu.
