Исследователям удалось значительно уплотнить поток информации, передаваемой с помощью лазерного луча, за счет использования орбитального углового момента света
Многонациональная команда ученых на базе Университета Южной Калифорнии опубликовала в журнале Nature Photonics результаты своей работы, профинансированной Агентством по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA).
Для повышения плотности передаваемой лазерным излучением информации сейчас используется технология спектрального уплотнения каналов, позволяющая передавать одновременно несколько информационных каналов по одному оптоволокну на разных несущих частотах, достигая скорости передачи информации в несколько терабит в секунду.
Однако помимо спектрального уплотнения теоретически была известна возможность повышения плотности передаваемой информации за счет использования орбитального углового момента света. Авторам описываемой работы удалось получить скорость передачи 2,56 терабита в секунду в экспериментальной установке, где информация передавалась по воздуху с помощью одного монохромного лазерного луча.
Ученые использовали 16 обычных лазерных передатчиков, кодирующих информацию при помощи амплитудной модуляции. Свет каждого из них подвергался «закручиванию» фазы и собирался в единый луч, который передавался по воздуху. В приемнике все процедуры повторялись в обратном порядке. Благодаря тому, что каждый из лучей обладал своим орбитальным угловым моментом, они не вносили помехи друг в друга, несмотря на передачу единым монохромным лучом.
Первые опыты были проведены на расстоянии около метра. Существенному увеличению дальности мешают атмосферные помехи. Но предложенная технология может быть востребована прежде всего для создания высокоскоростных каналов передачи между спутниками. Ее также можно использовать для передачи данных на небольшие, до километра, расстояния по воздуху или адаптировать для передачи данных по оптическому волокну.
Виталий Сараев
