工程师“扭曲”了光纤中的光-一项新技术将使数据传输加速一百倍

10月,《自然通讯》杂志发表了澳大利亚工程师的科学论文 ,该论文描述了使用“扭曲成螺旋形”光的数据传输技术。

在削减的范围内,我们讨论了工作原理和解决方案的前景。


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新闻的本质是什么


现代光纤通信线(FOCL)使用频谱通道复用技术来提高吞吐量。 在运动中,光从光纤壁反射,因此可以说,信息就像在二维空间中一样被传输。

为了解决这个问题,墨尔本理工大学( MIT)的一个工程师团队由Min Gu(Min Gu)教授领导, 建议使用人眼看不见的光谱并将光“扭曲”成螺旋形。 这样就可以使用光子自旋对数据进行编码。

请注意,能够产生此类光线的激光器是在1992年开发的。 但是,Min Gu教授的团队是第一个创建小型纳米电子探测器的人,该探测器将捕获“旋转”的光并将其转换为二进制数据,以供经典计算机系统处理。

如何运作


澳大利亚工程师的决定基于CMOS 。 该设备使用厚度为100纳米的碲化锑 (Sb 2 Te 3 )膜捕获光波的轨道角动量状态。

它用于产生所谓的表面等激元极化子-由光子和电子振动的相互作用引起的集体激发。 等离子体决定了金属光学性质。 如果光低于等离激元频率,则材料将反射光,否则不会发生屏蔽。 此功能允许等离激元极化子编码数据并充当信息载体。

碲化锑具有较高的等离激元频率 ,即使在等于-20 dB的串扰(由于光纤彼此影响而引起的串扰)水平下,也可以读取光子自旋。

到目前为止,新技术正在大学实验室的墙壁中进行测试。 但是开发商表示,它可以在未来两年内进入市场。 RMIT希望他们将来的发现将成为量子互联网的一部分。 但是,前工程师将不得不解决许多问题。

首先, 您需要优化测试样本并创建设备的全功能原型。 然后,重要的是说服网络设备制造商和Internet服务提供商实施新的解决方案以进行现场试验。 只有在那之后,才有机会大规模引入技术。 低成本和高性能将有助于使碲化锑检测器成为新一代光纤不可或缺的一部分。


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替代纤维技术


康宁公司生产石英和光纤, 它使用新型超透明玻璃制造光纤。 这种材料几乎不吸收通过电缆的光。 因此,与使用标准材料时相比,无需中继器就可以长距离传输光线。

康宁电缆具有两层:光导芯及其护套。 此外,用于芯的玻璃比用于外壳的玻璃不那么干净,因此,后者的作用就像镜子一样-反射光并且不会将其散发出去。 新材料的创造者希望它在未来几年内成为世界标准。

藤仓的另一项新发展是小直径超高密度光纤电缆。 在这些电缆中,将光纤铺设在由轻质和高强度材料制成的特殊套管,包裹套管电缆或WTC中。 它使您可以“拧紧”和“包装”比普通光纤多一倍半的纤芯。

直径为11.7毫米的一公里长的WTC电缆仅重101千克,比传统光学器件的重量轻67%。 该项目的作者宣称,开发的小规模可以降低电缆的存储和运输成本。

该技术已经在纽约找到了应用。 新的电缆已连接到在地铁中分配Wi-Fi的设备,以便乘客可以访问高速网络。 开发商计划在整个城市铺设WTC电缆。

列出的光纤技术仍处于测试或原型初期。 因此,还没有关于大规模引入它们的讨论。 但是,在不久的将来,可以预期其中一些会在云提供商和Internet提供商的网络设备中找到应用。



PS我们在公司博客中写的是什么:


PPS Hubrablog上的几篇文章:

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN439760/


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