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    應用彎折光線流傳信息,可大大進步傳輸數據量

    種別:社會消息宣布人:依致美宣布時光:2016-12-01

    據國外媒體報導,我們在打電話或上彀時,每秒鍾都稀有十億比特的數據經由過程光纖停止流傳。近期一項試驗顯示,我們也許能“彎折”光波,從而增長流傳數據的數目和間隔。在該試驗中,物理學家應用彎折後的激光,將“世界你好”(Hello World)這條新聞從一座島上傳送到了另外壹座島上。

     


    該研討團隊在兩座小島上的地理台之間用一道綠色的激光束傳遞了信息,成果吸收器勝利收到了旌旗燈號,還能剖析出研討人員轉變了哪些角動量。

    彎折的光子

    人類早就應用光波停止通信了。無線電就是光的一種情勢,激光在光纖中也非常罕見。我們可以應用光波的振幅(如AM播送)或頻率(如FM播送)、乃至光波的相位和偏振景象傳遞信息。

    此前,我們只能將信息編入光波的上述四種屬性中(又稱自在度),這限制了我們應用光子傳遞的信息量。而維也納大學一支由列國迷信家構成的研討團隊願望能將信息編入光波的第五種屬性中,也就是光波的角動量,從而大大增長信息傳輸的間隔。他們在加納利群島上的兩座地理台之間完成了數據傳輸,間隔約爲142千米。

    固然聽起來有悖于常理,但光切實其實是有角動量的。這是由於組成光的光子其實會產生彎折,還會遷移轉變若幹次。最近幾年來,迷信家曾經找到了一些增長光子彎折次數的辦法,從而轉變光的角動量。

    “增長了一個自在度以後,光的波長仍與本來雷同,但經由過程引入因數n,我們便大大增長了流傳的信息量。”維也納大學博士生、此次研討的重要作者馬利奧·克萊恩(Mario Krenn)指出。這裏“n”指的是光波角動量的“模”數(modes),而且只能是整數。假定流傳信息時所用的模數爲5,應用了10條波長通道,那末傳輸的數據量就能夠到達本來10條波長通道所傳輸的5倍。

     


    從照片中可以看出(圖片色彩禁絕確),當縮小兩倍以後,光波看上去驚人地龐雜

    光的流傳

    平日來講,當一束激光擊中空白的屏幕時,顯示出的會是一個光環。研討人員應用盤算機將角動量按分歧的方法堆疊在壹路,從而在光波中編入了可供解讀的信息。經由過程這類辦法,研討人員分解了一條可解讀爲“世界你好”的信息。

    不外,可以或許解讀出信息僅僅是該試驗的一部門。接上去,迷信家還須要將信息傳輸到其它處所。此前,大多半迷信家都以為光子沒法在大氣中流傳信息,由於他們以為角動量很輕易被光的折射率所影響,而氣壓和空氣濕度都邑使折射率產生轉變。但他們錯了。該研討團隊在兩座小島上的地理台之間用一道綠色的激光束傳遞了信息,成果吸收器勝利收到了旌旗燈號,還能剖析出研討人員轉變了哪些角動量。“流傳間隔能跨越3千米,我們就曾經很受驚了。”克萊恩表現。

    但迷信家還不清晰信息為什麽能勝利流傳,多是由於此前的假定自己就是毛病的,空氣其實不會對此類流傳方法形成攪擾。

    此次試驗獲得美滿勝利,往後人們將展開更多的研討任務,逐步將該技術應用于信息通信中。克萊恩指出,試驗中采取的發送器和吸收器其實都很簡略,最龐雜的要數對旌旗燈號的處置,不外這也能夠經由過程罕見的數學手腕來處理。

    
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