Современные коммуникационные технологии трудно представить себе без передачи закодированной информации по оптическим каналам. Вместе с ростом спроса увеличивается и потребность в более эффективных методах связи. Специалисты из Финляндии представили инновационный подход к созданию «световых вихрей», способных существенно увеличить информационную емкость лазерного луча. Их метод основан на взаимодействии металлических наночастиц, которые взаимодействуют с электрическим полем.
Крошечные завихрения или ураганы в пучке света напоминают глаз бури, спокойное место в центре циклона. Только в данном случае вместо дующих в противоположном направлении потоков ветра действуют электрические поля. В итоге возникают темные и спокойные участки, окруженные кольцами яркого света.
Ученые из Университета Аальто использовали уникальные паттерны электрических полей и металлические наночастицы, чтобы создать квазикристалл — твердое тело, обладающее нетипичной симметрией. Управляя ею, они смогли получить сложные световые вихри, несущие различные типы закодированной информации, пишет EurekAlert.
В прошлом физики уже установили, что геометрия материала в наномасштабе влияет на тип возникающих в нем вихрей. Простые формы вроде квадратов порождают отдельные световые вихри, шестиугольники — двойные вихри, более сложные вихри требуют по меньшей мере восьмиугольных форм. Финские ученые открыли метод создания таких геометрических форм, которые теоретически поддерживают любой тип вихря.
«Электрическое поле обладает горячими точками высокой вибрации и точками, где она фактически отсутствует. Когда мы поместили наночастицы в мертвые точки, то заглушили все остальные и смогли выбрать поле с наиболее интересными для применения свойствами», — сказал Яни Таскинен, один из исследователей.
Это открытие прокладывает путь для исследований в области топологии света, а также является первым шагом к методу передачи информации в тех отраслях, где для передачи информации используют свет.
«Мы могли бы, к примеру, посылать эти вихри по оптическим волокнам и распаковывать их в точке назначения, — заявил другой исследователь, Кристиан Арьяс. — Это позволило бы хранить информацию в намного меньшем пространстве и передавать намного больше информации за раз. По оптимистическим прогнозам, в 8-16 раз больше, чем сегодня по оптоволокну».
