Скрученный свет использовали в оптоволоконном соединении

Придание углового момента излучению закручивает его фронт в спираль
Изображение: E-karimi/Wikipedia

Ученые разработали оптическое волокно, которое подходит для коммуникации с использованием света, имеющего угловой момент. По предварительным расчетам, такое соединение может увеличить скорость передачи информации в оптических сетях как минимум в 10 раз. Работа опубликована в журнале Science , а ее краткое содержание приводит Nature News.

Созданное авторами оптическое волокно имеет на срезе переменный коэффициент преломления, за счет чего свет с плоским и закрученным фронтом распространяется в нем с разной скоростью. Длина экспериментального волокна составляет 1100 метров.

При использовании монохроматического (имеющего одну длину волны) закрученного света, авторам удалось достичь скорости передачи данных 400 гигабит в секунду. В одном волокне при этом распространялись четыре по-разному закрученные вида волн. Когда для передачи информации инженеры использовали свет с десятью разными длинами волн, скорость канала достигла 1,6 терабит в секунду.

По словам ученых, которые приводит Nature (эти данные пока не опубликованы), в одном оптическом волокне можно использовать как минимум десять отдельных виртуальных каналов со светом «разной степени закрученности».

Ранее попытки передавать закрученный свет в оптическом волокне длиной более метра были безуспешны. Тем не менее, такой свет уже испытывали на открытом воздухе. Недавно при помощи 32 отдельных лазерных передатчиков, излучение которых закручивали и собирали в единый луч, инженерам удалось достичь скорости соединения, равной 2,56 терабит в секунду.

Закрученный свет или свет с угловым моментом отличается от «обычного» тем, что фронт волны у него на поперечном «срезе» имеет разную фазу в разных точках. При этом угловым моментом может обладать даже одиночный фотон. Закрученность не следует путать с поляризацией (ни линейной, ни круговой) — последняя имеет отношение к колебанию электрической и магнитной составляющей волны, а не к ее фронту.