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寬帶光纖通過光纖以光速傳輸光脈沖信息，但是光在一端編碼而在另一端處理的方式會(huì)影響數(shù)據(jù)速度。這是世界上第一個(gè)納米光子設(shè)備，剛剛在《自然通訊》上發(fā)布，它通過一種特殊形式的“扭曲”光，編碼了更多的數(shù)據(jù)，處理速度比傳統(tǒng)光纖快得多。RMIT科學(xué)學(xué)院的任浩然博士是這篇論文的主要作者之一，他說他們?yōu)殚喿x扭曲的光線而設(shè)計(jì)的微型納米光子設(shè)備是解鎖超高速、超寬帶通信所需的缺失的鑰匙。任正非說：如今的光通信正面臨著‘能力危機(jī)’，因?yàn)樗鼈儫o法滿足日益增長的大數(shù)據(jù)需求。成功做到的是通過最大容量的光精確傳輸數(shù)據(jù)，這將允許我們大幅增加帶寬。

博科園-科學(xué)科普：目前最先進(jìn)的光纖通信，就像澳大利亞國家寬帶網(wǎng)絡(luò)(NBN)使用的那樣，通過傳輸光譜數(shù)據(jù)，只使用了實(shí)際光容量的一小部分。正在開發(fā)的新寬帶技術(shù)利用光波的振蕩或形狀來編碼數(shù)據(jù)，通過利用我們看不見的光來增加帶寬。這一最新的技術(shù)，在光通信的前沿，攜帶數(shù)據(jù)的光波已經(jīng)被扭曲成螺旋形，以進(jìn)一步提高其能力。這被稱為光在軌道角動(dòng)量的狀態(tài)或稱OAM。2016年來自RMIT人工智能納米光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室(LAIN)的同一個(gè)研究小組在《科學(xué)雜志》(Science journal)上發(fā)表了一篇顛覆性的研究論文，描述了他們是如何在納米光子學(xué)芯片上解碼一小部分這種扭曲光的。

但是迄今為止，用于光通信的大范圍OAM光探測(cè)技術(shù)仍然是不可行的。微型OAM納米電子探測(cè)器可以連續(xù)地分離不同的OAM光狀態(tài)，并解碼由扭曲光攜帶的信息。要做到這一點(diǎn)，以前需要一臺(tái)桌子大小的機(jī)器，這對(duì)電信來說是完全不切實(shí)際的。通過使用超薄拓?fù)浼{米片測(cè)量毫米的一部分，我們的發(fā)明做得更好，并適合于光纖的末端。RMIT負(fù)責(zé)研究創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的副副校長、LAIN主任Min Gu教授說：該設(shè)備中使用的材料與大多數(shù)技術(shù)中使用的硅基材料兼容，因此很容易擴(kuò)大應(yīng)用范圍。OAM納米電子探測(cè)器就像一只‘眼睛’，可以‘看到’由扭曲的光攜帶的信息，并將其解碼，使其被電子學(xué)理解。

這項(xiàng)技術(shù)高性能、低成本、體積小，使其成為下一代寬帶光通信的可行應(yīng)用。它符合現(xiàn)有光纖技術(shù)的規(guī)模，可以應(yīng)用于在未來幾年內(nèi)將該光纖的帶寬(或潛在的處理速度)提高100倍以上。這種簡單的可擴(kuò)展性和它對(duì)電信的巨大影響是令人興奮的。這種探測(cè)器還可以用來接收通過扭曲光發(fā)送的量子信息，這意味著它可以應(yīng)用于整個(gè)前沿的量子通信和量子計(jì)算研究領(lǐng)域。納米電子設(shè)備將為未來的光學(xué)和量子通信釋放出扭曲光的全部潛能。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自：RMIT大學(xué)

參考期刊文獻(xiàn)：《Nature Communications》

DOI: 10.1038/s41467-018-06952-1

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