實(shí)驗(yàn)室新研究：扭轉(zhuǎn)光子實(shí)現(xiàn)多層信息加載 或淘汰光纖

　　近日《Science Advances》期刊上發(fā)表了一篇關(guān)于通過扭轉(zhuǎn)光學(xué)角動(dòng)量搭載更多信息通信技術(shù)報(bào)道。據(jù)了解，這是一個(gè)由英國、德國、新西蘭和加拿大物理學(xué)家組成的科研小組，通過采用除了0和1以外的字母方式傳遞信息，應(yīng)用“光學(xué)角動(dòng)量”扭轉(zhuǎn)解決了光通信在開放空間傳播。

　　在通信傳播過程中，傳統(tǒng)的數(shù)字通信采用0和1的方式傳遞信息，而此次實(shí)驗(yàn)在扭轉(zhuǎn)光子中編碼允許他們傳遞額外的信息——類似于在0和1基礎(chǔ)上添加一些字母信息?？茖W(xué)家們可以通過一種特殊的類似于應(yīng)用在信用卡中的全息圖的方式“扭轉(zhuǎn)”光子(單個(gè)光顆粒)使光子具有角動(dòng)量而可以搭載這些信息在自由空間中傳播。

　　據(jù)了解，研究人員通過測(cè)試城市環(huán)境中實(shí)際鏈路上光學(xué)角動(dòng)量的相位和強(qiáng)度所攜帶光信息的影響，對(duì)這些量子信息傳輸模式的可行性進(jìn)行了評(píng)估。并且已經(jīng)在德國埃爾朗根對(duì)1600米長(zhǎng)的鏈路進(jìn)行了測(cè)試，該鏈路經(jīng)過田野、街道并且靠近高層建筑以盡量精確模擬城市環(huán)境和可能影響空間中信息傳遞的大氣擾動(dòng)。

　　此項(xiàng)研究自由空間中光學(xué)系統(tǒng)是既可以給我們提供光纖的帶寬又不需要物理連接線的一種有潛力的方式，是高維自由空間光學(xué)邁向價(jià)格更低廉、更方便的替代埋地光纖連接的至關(guān)重要的一步。然而，實(shí)驗(yàn)中大氣擾動(dòng)凸顯了對(duì)于寬帶數(shù)據(jù)傳輸過程波前相位形狀的脆弱性，這也表明未來自適應(yīng)光學(xué)還有亟需面對(duì)的挑戰(zhàn)。