Širokopásmová vláknová optika přenáší informace o pulsech světla, rychlosti světla, optických vláknech. Ale způsob, jakým je světlo zakódováno na jednom konci a zpracováno na druhém konci, ovlivňuje rychlost dat.
Toto první nanophotonické zařízení na světě, které je publikováno v aplikaci Nature Communications, kóduje více dat a zpracovává mnohem rychleji než klasická optická vlákna pomocí speciálního tvaru "zkrouceného" světla.
Dr Haoran Ren z School of Science společnosti RMIT, který byl spoluzakladatelem papíru, uvedl, že malé nanofotonické zařízení, které vybudovaly pro čtení zkrouceného světla, je chybějící klíč, který je potřebný k odemknutí super rychlé a ultraširokopásmové komunikace.
"Současná optická komunikace směřuje k" kapacite kapacity ", protože nedokáže udržet krok s stále rostoucími nároky Big Data," uvedl Ren.
"To, co jsme dokázali udělat, je přesně přenášet data přes světlo na nejvyšší kapacitu způsobem, který nám umožní masivně zvýšit šířku pásma."
Současná komunikace s optickými vlákny, jako jsou ty, které jsou používány v australské národní síti širokopásmového připojení (NBN), využívají pouze zlomek skutečné kapacity světla přenosem dat o barevném spektru.
Nové technologie ve vývoji širokopásmového připojení využívají oscilace nebo tvar světlých vln k zakódování dat a zvyšování šířky pásma tím, že využívají světlo, které nevidíme.
Tato nejmodernější technologie na špičce optických komunikací nese údaje o světelných vlnách, které byly zkrouceny do spirály, aby se ještě zvýšila jejich kapacita. To je známé jako světlo ve stavu orbitálního momentu hybnosti nebo OAM.
V roce 2016 zveřejnila stejná skupina z laboratoře RMIT Laboratoře umělé inteligence nanophotonie (LAIN) v časopise Science, který popisuje, jak se podařilo dekódovat malý rozsah tohoto zkrouceného světla na nanofotonickém čipu. Technologie detekce široké škály světla OAM pro optické komunikace však dosud nebyla životaschopná.
"Náš miniaturní nanoelektronický detektor OAM je určen k oddělení různých světelných stavů OAM v nepřetržitém pořadí a k dekódování informací nesených zkrouceným světlem," uvedl Ren.
"Chcete-li to udělat dříve, bude vyžadovat stroj o velikosti stolu, což je pro telekomunikace naprosto nepraktické. Použitím ultratenkých topologických nanosheet, které měří zlomek milimetru, náš vynález dělá tuto práci lépe a zapadá na konec optického vlákna. "
LAIN ředitel a zástupkyně místopředsedkyně pro výzkum inovace a podnikání u společnosti RMIT, profesor Min Gu, uvedl, že materiály používané v tomto zařízení jsou kompatibilní s materiály na bázi křemíku, které se používají ve většině technologií, takže je snadné rozšiřovat průmyslové aplikace.
"Náš nanoelektronický detektor OAM je jako" oko ", které může" vidět "informace přenášené zkrouceným světlem a dekódovat ho tak, aby ho rozuměla elektronika. Vysoká výkonnost, nízká cena a malá velikost této technologie z něj dělají životaschopnou aplikaci pro novou generaci širokopásmových optických komunikací, "uvedl.
"To odpovídá rozsahu existující technologie vláken a může být použito pro zvýšení šířky pásma nebo potenciálně rychlost zpracování tohoto vlákna o více než 100krát během následujících několika let. Tato snadná škálovatelnost a masivní dopad, který bude mít na telekomunikace, je to, co je tak vzrušující. "
Gu řekl, že detektor může být také použit k přijímání kvantové informace zasílané skrze točení světla, což znamená, že může mít aplikace v celé řadě špičkových kvantových komunikací a kvantového výpočetního výzkumu.
"Naše nanoelektronické zařízení odhalí plný potenciál zkrouceného světla pro budoucí optickou a kvantovou komunikaci," řekl Gu.
