Roma – Il futuro delle comunicazioni ottiche è appena diventato più luminoso. In uno sviluppo rivoluzionario riportato su Advanced Photonics , i ricercatori dell’Università di Nanchino hanno introdotto i vortici di isopropagazione (IPV), un concetto innovativo che offre una soluzione a una sfida di lunga data affrontata da scienziati e ingegneri: come aumentare la capacità di elaborazione delle informazioni superando i limiti dei tradizionali raggi a vortice.
La sfida: divergenza e dimensione del fascio
La multiplazione dei gradi di libertà ottici, come la polarizzazione e la lunghezza d’onda, è stata un punto fermo nel miglioramento della capacità di comunicazione. Tuttavia, il multiplexing a divisione di modalità spaziale, che utilizza modalità spaziali ortogonali come le modalità del momento angolare orbitale (OAM) (note anche come fasci di vortice), deve affrontare un ostacolo significativo. Poiché questi fasci di vortici si propagano attraverso lo spazio libero, la loro dimensione del fascio diverge invariabilmente con l’OAM, ponendo vincoli sulla capacità a causa della necessità di ricevitori più grandi.
I vortici di isopropagazione promettono una comunicazione ottica più rapida con maggiore resilienza.
CREDITO
Yan et al., doi 10.1117/1.AP.6.3.036002.
Gli IPV rappresentano un cambiamento di paradigma. A differenza dei raggi di vortice convenzionali, gli IPV mostrano una propagazione indipendente dall’OAM. In altre parole, la dimensione del fascio rimane costante durante la propagazione nello spazio libero, indipendentemente dalla modalità OAM. Questa svolta apre interessanti possibilità per la comunicazione multiplexing in modalità spaziale, la trasmissione di dati in fibra ottica e persino la manipolazione delle particelle.
Principali vantaggi degli IPV:
- Propagazione indipendente dall’OAM : gli IPV mantengono una dimensione del raggio costante, indipendentemente dalla modalità OAM. Questa caratteristica consente un utilizzo efficiente delle modalità spaziali senza richiedere ricevitori eccessivamente grandi.
- Resilienza alle turbolenze atmosferiche : gli IPV dimostrano una dinamica di trasmissione migliorata con fattori di qualità ridotti. Anche in condizioni di turbolenza atmosferica rimangono robusti, il che li rende ideali per le applicazioni del mondo reale.
- Miglioramenti della capacità sperimentale : il gruppo di ricerca ha condotto confronti approfonditi tra il multiplexing IPV e gli schemi ottici esistenti. I risultati sono stati sorprendenti, con miglioramenti della capacità che vanno dal 300% a un sorprendente 808%.
L’impatto degli IPV va oltre la comunicazione. Immagina velocità di trasmissione dei dati più elevate, una manipolazione più efficiente delle particelle negli esperimenti scientifici e reti in fibra ottica migliorate. Man mano che approfondiamo il potenziale degli IPV, i settori che vanno dalle telecomunicazioni alla strumentazione scientifica ne trarranno notevoli benefici.
Il dottor Jianping Ding, autore corrispondente e ricercatore senior, ha espresso ottimismo: “I vortici di iso-propagazione rappresentano un passo avanti nella nostra ricerca di una maggiore capacità di informazione. Siamo entusiasti di esplorare le loro applicazioni e di collaborare con i partner del settore”.
Resta sintonizzato per gli aggiornamenti poiché gli IPV rivoluzionano la comunicazione ottica.
Per i dettagli, vedere l’articolo originale Gold Open Access di W. Yan et al., ” Vortici di iso-propagazione con dimensioni indipendenti da OAM e divergenza verso future comunicazioni ottiche più veloci “, Adv. Fotone. 6 (3) 036002 (2024), doi 10.1117/1.AP.6.3.036002 .
