無(wú)束縛的光:新型光學(xué)天線可消除數(shù)據(jù)傳輸限制
加州大學(xué)伯克利分校的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種利用光波特性的新方法,這種方法可以極大地增加光波攜帶的數(shù)據(jù)量。他們展示了由同心環(huán)組成的天線發(fā)射的離散扭曲激光束,同心環(huán)的直徑大約等于一根頭發(fā),小到可以放在計(jì)算機(jī)芯片上。該研究成果2月25日發(fā)表于《自然·物理》(Nature Physics)。 加州大學(xué)伯克利分校電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的胡晨明副教授說(shuō):“世界正在經(jīng)歷數(shù)據(jù)爆炸,現(xiàn)在擁有的通信渠道很快將無(wú)法滿足需求。我們的技術(shù)通過(guò)一種叫做軌道角動(dòng)量的光的特性克服了當(dāng)前數(shù)據(jù)容量的限制。它將改變游戲規(guī)則,可應(yīng)用于生物成像、量子密碼術(shù)、大容量通信和傳感器。” 坎特(Kanté)也是勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(伯克利實(shí)驗(yàn)室)材料科學(xué)部的科學(xué)家,在加州大學(xué)圣地亞哥分校開(kāi)始研究后,一直在加州大學(xué)伯克利分校繼續(xù)這項(xiàng)工作。該研究的第一作者是康德實(shí)驗(yàn)室的前博士生Babak Bahari。 研究人員從天線開(kāi)始,天線是電磁學(xué)中最重要的組件之一,他們指出,天線是正在進(jìn)行的5G和即將到來(lái)的6G技術(shù)的核心。這項(xiàng)研究中的天線是拓?fù)涞,這意味著即使當(dāng)設(shè)備扭曲或彎曲時(shí),它們的基本特性也會(huì)保留下來(lái)。 為了制造拓?fù)涮炀,研究人員使用電子束光刻技術(shù)在半導(dǎo)體材料磷化銦鎵上蝕刻出網(wǎng)格圖案,然后將該結(jié)構(gòu)結(jié)合到釔鐵石榴石制成的表面上。研究人員設(shè)計(jì)了網(wǎng)格,以三個(gè)同心圓的模式形成量子阱,最大直徑約為50微米,以捕獲光子。 |