Широкосмугова волоконна оптика передає інформацію про імпульсах світла, зі швидкістю світла, через оптичні волокна. Але шлях світла закодований на одному кінці і оброблений на іншому впливає на швидкість передачі даних.
Це перше в світі нанофотонічне пристрій, опубліковане в Nature Communications, кодує більше даних і обробляє його набагато швидше, ніж звичайна волоконна оптика, використовуючи спеціальну форму "скрученого" світла.
Д-р Haoran Ren з Школи науки RMIT, який був головним автором статті, сказав, що маленький нанофотонічний пристрій, який вони створили для читання крученого світла, є відсутнім ключем, необхідним для розблокування надшвидких ультраширокосмугових комунікацій.
«Сучасні оптичні комунікації спрямовані на« кризу потенціалу », оскільки вони не в змозі йти в ногу з постійно зростаючими вимогами Big Data, - сказав Рен.
"Те, що нам вдалося зробити, - це точно передавати дані через світло в його найвищій потужності таким чином, що дозволить нам значно збільшити нашу пропускну здатність".
Сучасні сучасні волоконно-оптичні комунікації, такі як ті, що використовуються в Національній широкосмуговій мережі Австралії (NBN), використовують лише частку фактичної потужності світла, переносячи дані про колірну гаму.
Нові широкосмугові технології, що розробляються, використовують коливання або форму світлових хвиль для кодування даних, збільшуючи пропускну здатність, використовуючи також світло, яке ми не бачимо.
Ця найновіша технологія, що знаходиться на передній край оптичної комунікації, несе дані про світлові хвилі, які були скручені в спіраль, щоб ще більше збільшити їхню потужність. Це відоме як світло в стані орбітального кутового моменту або ОАМ.
У 2016 році та ж група з лабораторії нанофотоніки штучного інтелекту RMIT (LAIN) опублікувала в журналі Science наукову статтю, яка описувала, як їм вдалося розшифрувати невеликий діапазон цього скрученого світла на нанофотонному чіпі. Але технологія виявлення широкого діапазону світла OAM для оптичних комунікацій до цих пір не була життєздатною.
«Наш мініатюрний наноэлектронний детектор OAM призначений для розділення різних світлових станів ОАМ у безперервному порядку і для розшифровки інформації, що переноситься за допомогою скрученого світла», - сказав Рен.
«Для цього раніше потрібна машина розміром з таблиці, що абсолютно непрактично для телекомунікацій. Використовуючи ультратонкі топологічні нанопласти, що вимірюють частку міліметра, наш винахід робить цю роботу кращою і вписується в кінець оптичного волокна.
Директор і асоційований заступник віце-канцлера з інновацій та підприємництва RMIT, професор Мін Гу, сказав, що матеріали, що використовуються в пристрої, сумісні з матеріалами на основі кремнію в більшості технологій, що дозволяє легко розширювати їх для промислових застосувань.
«Наш нано-електронний детектор ОАМ схожий на« око », який може« бачити »інформацію, що переноситься крученим світлом, і розшифровувати її для розуміння електронікою. Висока продуктивність цієї технології, низька вартість і невеликі розміри роблять її життєздатною для використання в наступному поколінні широкосмугового оптичного зв'язку », - сказав він.
«Він відповідає масштабам існуючої технології волокон і може бути застосований для збільшення пропускної здатності або, можливо, швидкості обробки цього волокна більш ніж у 100 разів протягом наступних декількох років. Така легка масштабованість і величезний вплив, який він матиме на телекомунікації, є таким захоплюючим ».
Гу сказав, що детектор також може бути використаний для прийому квантової інформації, що надсилається через скручувальне світло, тобто він може мати застосування в цілому ряді квантових комунікацій та квантових обчислень.
"Наш нано-електронний прилад відкриє повний потенціал крученого світла для майбутніх оптичних і квантових комунікацій", - сказав Гу.
