【將一個新的轉折光通信】

明道

【將一個新的轉折光通信】

 

 

軌道角動量提高了光通信

如果您的Internet連接速度乏善可陳讓你失望，幫助可能很快就會到達的軌道角動量的光。

這是因為一個國際研究小組已開發一個原型系統，使用此以前未開發的屬性的電磁輻射，以提高的量的信息，可以使用給定的量的帶寬被發送。

雖然測試傳輸是在真空中僅有數米之間，在這個原則上證明了應用程序開發的技術可以廣泛的應用，在光通信。

數據可以傳送的速率，使用電磁輻射通常是由多少的電磁頻譜的使用的限制 - 簡稱為系統帶寬的量。

然而，電磁輻射具有其他自由度，除了頻率和研究者們熱衷使用這些開發复用方案，提高，可以在一條鏈路上發送的數據量。

例如，光子具有自旋角動量，體現在光的偏振。

此屬性已經被使用，以提高數據傳輸速率 - 使用光子與垂直偏振，例如，和使用水平偏振的光子與另一個流，一個數據流被發送。

軌道角動量

事實證明，光還可以進行軌道角動量。

這是由於相對於它們的方向傳播創建類似於一個螺旋形的圖案旋轉的波的相位各條戰線。

而自旋角動量可以只有兩個值，軌道角動量的原則，可以採取一個無窮大的值的數目。

在理論上，這可以使大量的數據信道的使用有限的帶寬量來創建。

這首先考慮作為一種可能的量子通信手段的軌道角動量在2001年由奧地利的量子物理學家安東·塞林格。

在2004年由Miles Padgett和他的同事們在英國格拉斯哥大學的古典的信息也可以被編碼到光子的軌道角動量狀態的想法，然後展示。

然而，帕吉特的研究小組證明，原則上可以正常工作，有許多工作要做，以產生一個實際的系統。

所面臨的挑戰已採取了由Alan Willner和團隊在美國南加州大學，與同事在美國和以色列其他地方，是第一個使用复用的軌道角動量狀態。

每個數據流被編碼以通常的方式，使用了一系列的接通/斷開的激光脈衝。

然後，獨立的數據流被賦予了不同的組合和發送前束的軌道角動量。

最後，不同的數據流分開，這一過程被稱為“解复用”。

無串擾

不同的軌道角動量狀態是正交的，這意味著，沒有任何的波束之間的“串擾”。

作為獎勵，因為量子力學可以讓你知道的軌道和自旋角動量的光子同時，研究人員設法執行偏振复用和軌道角動量的复用他們的光束。

這數目增加一倍的可用狀態，並允許達到兆兆位速度的傳輸。

給我印象最深的[研究]，它超越了一個原則的證明的研究者的研究結果顯示有意義的速度，意見帕吉特。

這不只是”讓我證明的基本物理 - 他們也將在地方大量的配套技術，將需要在實踐中建立一個可運行的系統。

大氣的挑戰

還有很多工作要做，但是。

該試驗是在真空中進行，與只有幾米的傳輸距離。

威爾納解釋的氣氛的存在下，可能會造成問題。

那裡的氣氛是動盪的，他解釋說，這往往會造成串擾。

雲，風或暖空氣的結果，從一個扭梁的能量可能會出現在另一個扭梁。

的信號中的吸收是通過大氣與發射相關聯的另一個問題。然而，威爾納保持樂觀。

我們正在努力增加容量和探索傳播的局限性，他說。

使用复用光纖傳輸是另一種可能性，根據威爾納，他指出，在美國波士頓大學的研究人員已經表明，軌道角動量模式可以傳輸超過1公里。

這項研究發表在自然光子學。

關於作者

添蜗杆是一個總部設在英國的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jun/25/putting-a-new-twist-on-optical-communications