광대역 광섬유는 광섬유를 통해 광속으로 광속으로 정보를 전달합니다. 그러나 빛이 한쪽 끝에서 인코딩되고 다른 쪽에서 처리되는 방식은 데이터 속도에 영향을 미칩니다.
Nature Communications에 발표 된이 세계 최초의 나노 포토 장치는 특별한 형태의 'twisted'빛을 사용함으로써 기존의 광섬유보다 훨씬 더 빠른 속도로 데이터를 인코딩하고 처리합니다.
이 논문의 공동 저자 인 RMIT의 과학 대학 (School of Science)의 Haoran Ren 박사는 초고속, 초 광대역 통신을 해제하는 데 필요한 핵심 키가 꼬인 빛을 판독하기 위해 만든 초소형 나노 포토 장치라고 말했다.
"현재의 광통신은 끊임없이 증가하는 빅 데이터 수요를 따라갈 수 없기 때문에 '수용력 위기'를 향해 가고 있습니다."Ren의 말입니다.
"우리가 할 수 있었던 일은 대역폭을 엄청나게 늘릴 수있는 방식으로 데이터를 최고 용량의 빛으로 정확하게 전송하는 것입니다."
현재 호주 국립 광대역 네트워크 (NBN)에서 사용되는 것과 같은 최신 광섬유 통신은 색상 스펙트럼에서 데이터를 전송함으로써 실제 용량의 일부만 사용합니다.
개발중인 새로운 광대역 기술은 광파의 발진 또는 형태를 사용하여 데이터를 인코딩하고 볼 수없는 빛을 사용하여 대역폭을 증가시킵니다.
이 최신 기술은 광 통신의 최첨단에서 나선형으로 왜곡 된 광파에 대한 데이터를 전달하여 용량을 더욱 늘립니다. 이것은 궤도 각운동량 또는 OAM의 상태에서 빛으로 알려져 있습니다.
2016 년에 RMIT의 Artificial Intelligence Nanophotonics (LAIN) 연구실의 같은 그룹이 과학 저널에 나노 포토닉스 칩에서이 꼬인 빛의 작은 범위를 해독하는 방법을 설명하는 혼란스러운 연구 논문을 발표했습니다. 그러나 광학 통신을 위해 광범위한 OAM 빛을 탐지하는 기술은 지금까지는 실행 가능하지 않았습니다.
"우리의 소형 OAM 나노 전자 검출기는 연속 된 순서로 다른 OAM 빛 상태를 분리하고 비틀린 빛에 의해 운반 된 정보를 해독하도록 설계되었습니다."Ren은 말했다.
"이전에 이렇게하려면 테이블 크기의 기계가 필요했을 것이고 이는 통신 분야에서 완전히 비실용적입니다. 밀리미터의 분율을 측정하는 극소 위상 위상 나노 시트를 사용함으로써 본 발명은이 일을보다 잘 수행하고 광섬유의 끝 부분에 적합합니다. "
LAIT의 RMIT 연구 혁신 및 기업가 정신 담당 부국장 인 Min Gu 교수는 장치에 사용 된 재료가 대부분의 기술에 사용되는 실리콘 기반 재료와 호환되어 산업 응용 분야에 맞게 쉽게 확장 할 수 있다고 말했다.
"우리의 OAM 나노 전자 검출기는 트위스티드 라이트 (twisted light)에 의해 전달되는 정보를 '볼 수있는'눈 '과 같으며 전자 장치가 이해할 수 있도록 디코드합니다. 이 기술의 고성능, 저비용 및 초소형 크기는 차세대 광대역 광통신을위한 실용적인 응용 프로그램이 될 것 "이라고 그는 말했다.
"이것은 기존의 광섬유 기술의 규모에 부합하며 향후 2 년 이내에 해당 광섬유의 대역폭 또는 잠재적으로 처리 속도를 100 배 이상 높일 수 있습니다. 이 쉬운 확장 성 및 그것이 통신에 미칠 큰 영향은 매우 흥미 롭습니다. "
Gu는 광 검출기를 사용하여 비틀림 빛을 통해 전송 된 양자 정보를 수신 할 수있어 최첨단 양자 통신 및 양자 컴퓨팅 연구에 응용할 수 있음을 의미합니다.
"우리의 나노 전자 장치는 미래의 광학 및 양자 통신을위한 비틀어 진 빛의 잠재력을 완전히 열어 줄 것이다.
