Uusi laite pakkaa enemmän valokuituun

Toimintatavan lajittelija jakaa valonsäteen eri moodeihin kuin tavallisesti.

Queenslandin yliopistossa toiminut tutkimusryhmä on kehittänyt valonsädettä tulkitsevan laitteen, joka voi johtaa nopeampaan internettiin, selkeämpiin kuviin ja yksityiskohtaisempaan lääketieteelliseen kuvantamiseen.

Queenslandin yliopiston tutkija ja optiikkainsinööri Dr Joel Carpenter työskenteli Nokia Bell Labsin kanssa rakentaakseen laitteen vastaamaan valon jakamisesta tiettyihin toimintamuotoihin eli moodeihin.

Valon säteen jakaminen väreihin on helppoa, koska luonto osoittaa sellaisen sateenkaaressa tai kun valo loistaa prisman läpi.

Tässä työssä kyseessä on suunnatun valosäteen akselin poikittaisiin sähkökenttiin (TE) liittyvät toimintamuodot, jotka pysyvät samoina koko säteen vapaasti kulkeman matkan.

”Tutkijoiden kehittämä toimintamuodon lajittelija jakaa valonsäteen tiloihin, kameran kaltaisten pikselien tapaan ja tämä johtaa laadukkaampaan kuvantamiseen ja viestintään.

Laite toteuttaa fysiikan perusoperaation, joten tutkijoista tuntui hieman oudolta, että jotain tällaista ei ollut jo olemassa, vaikka tätä aihetta on tutkittu ympäri maailmaa noin 25 vuoden ajan.

Aiemmin käytännön rajoituksena on ollut monien tasojen tuottama monimutkaisuus mikä vaikeuttaa toteuttamista, mutta myös se, että jopa hyvin pieni hävikki tasoa kohti kasvaa eksponentiaalisesti, kun yhä useampia tasoja lisätään, mikä johtaa varsin häviölliseen järjestelmään käytännössä.

Nyt tutkijat onnistuivat luomaan monitasoisten valonmuuntolaitteiden suunnitelman, joka toimii suurella määrällä tilamuotoja skaalattavalla tavalla.

Tieteellis-teknisesti heidän kehittämä laite pystyy hajottamaan säteen samankaltaisten Gaussin pisteiden karteesiseen ruudukkoon, joka sisältää yhden Laguerre-Gaussin komponentin, käyttäen vain spatiaalista valomodulaattoria ja peiliä.

Tutkimuksen yksi tekijä Nicolas Fontaine Nokia Bell Labsista esittää, että laite voisi tuoda useita etuja.

”Jokainen näistä tiloista voi olla oma itsenäinen tietokanava, ja tällä laitteella voimme pakata satoja tiloja yhteen optiseen kuituun”, tohtori Fontaine toteaa.

”Tämä voi lisätä huomattavasti informaation määrää, joka voi kulkea kyseisen kuidun läpi ja johtaa parempiin Internetnopeuksiin useammille käyttäjille.

”Toivomme, että tämä laite auttaa monia sovelluksia, jotka toimivat valonsäteillä sen toiminnallisuuden ja suhteellisen rakenteellisen yksinkertaisuuden vuoksi.”

Tohtori Carpenter sanoi, että tilalajittelija voisi parantaa myös kuvantamisen laatua pienistä biolääketieteellisistä kuvista suuriin tähtitieteellisiin kuviin.

Aiheesta aiemmin: Kutistaa valoa ohuisiksi viivoiksi