Кодирование данных в световых вихрях устранит заторы в цифровых коммуникациях

В серии из двух статей, которые вышли в журнале Science, сотрудники Пенсильванского университета (Penn State) продемонстрировали систему на чипе, позволяющую манипулировать орбитальным угловым моментом (OAM) лазерного излучения с достаточной точностью для кодирования и передачи информации с использованием этого трудноконтролируемого свойства света.

Система состоит из кольцевого микролазера с динамической настройкой на пять различных мод OAM — он разработан группой доцента Лян Фэна (Liang Feng), и интегрированного на чипе детектора OAM, созданного под руководством профессора Ритеша Агарвала (Ritesh Agarwal). Участие в этих проектах принимали также исследователи из университета Дюка (штат Северная Каролина), Северо-Западного университета (штат Иллинойс), Миланского политехнического университета (Италия), Хунаньского университета (Китай) и Национального института стандартов и технологий США (NIST).

Вместе эти новые перестраиваемый вихревой микропередатчик и приемник представляют собой два наиболее важных компонента системы, которая может обеспечить многократное увеличение плотности передачи информации в оптических коммуникациях.

Динамическая настройка значений OAM также позволяет реализовать фотонный вариант классического метода защиты от помех и перехвата: перестройки частоты передачи. Быстрое переключение между режимами OAM в заранее определенной последовательности, известной только отправителю и получателю, сделает оптические коммуникации невозможными для прослушки.

«Наши результаты знаменуют собой значительный шаг к созданию сетей оптической связи с большой пропускной способностью для противостояния грядущему информационному кризису», — говорит Фэн.