La fibra óptica de banda ancha transporta información sobre pulsos de luz, a la velocidad de la luz, a través de fibras ópticas. Pero la forma en que la luz se codifica en un extremo y se procesa en el otro afecta la velocidad de los datos.

Este dispositivo nanofotónico, el primero en el mundo, recién revelado en Comunicaciones de la naturaleza , codifica más datos y los procesa mucho más rápido que la fibra óptica convencional mediante el uso de una forma especial de luz 'retorcida'.

Dr. Haoran Ren de la Escuela de Ciencias de RMIT, quien fue coautor principal del artículo, dijo que el diminuto dispositivo nanofotónico que han construido para leer la luz retorcida es la clave que falta para desbloquear súper rápido, Comunicaciones de banda ultra ancha.

"Las comunicaciones ópticas de hoy en día se dirigen hacia una 'crisis de capacidad' ya que no logran mantenerse al día con las crecientes demandas de Big Data, "Dijo Ren.

"Lo que hemos logrado es transmitir datos con precisión a través de la luz a su máxima capacidad de una manera que nos permitirá aumentar enormemente nuestro ancho de banda".

Comunicaciones de fibra óptica de última generación, como los que se utilizan en la Red Nacional de Banda Ancha de Australia (NBN), utilice solo una fracción de la capacidad real de la luz al transportar datos sobre el espectro de colores.

Las nuevas tecnologías de banda ancha en desarrollo utilizan la oscilación, o forma, de ondas de luz para codificar datos, aumentando el ancho de banda haciendo uso también de la luz que no podemos ver.

Esta última tecnología, a la vanguardia de las comunicaciones ópticas, transporta datos sobre ondas de luz que se han torcido en espiral para aumentar aún más su capacidad. Esto se conoce como luz en un estado de momento angular orbital, o OAM.

En 2016, el mismo grupo del Laboratorio de Nanofotónica de Inteligencia Artificial (LAIN) de RMIT publicó un artículo de investigación disruptivo en la revista Science que describe cómo habían logrado decodificar un pequeño rango de esta luz retorcida en un chip nanofotónico. Pero la tecnología para detectar una amplia gama de luz OAM para comunicaciones ópticas aún no era viable, hasta ahora.

"Nuestro detector nanoelectrónico OAM en miniatura está diseñado para separar diferentes estados de luz OAM en un orden continuo y para decodificar la información transportada por la luz retorcida, "Dijo Ren.

"Para hacer esto anteriormente se requería una máquina del tamaño de una mesa, lo cual es completamente impráctico para las telecomunicaciones. Mediante el uso de nanohojas topológicas ultrafinas que miden una fracción de milímetro, nuestro invento hace este trabajo mejor y encaja en el extremo de una fibra óptica ".

Director de LAIN y vicerrector adjunto de Investigación, Innovación y Emprendimiento en RMIT, Profesor Min Gu, dijo que los materiales utilizados en el dispositivo eran compatibles con los materiales a base de silicio que se utilizan en la mayoría de la tecnología, lo que facilita la ampliación para aplicaciones industriales.

"Nuestro detector nanoelectrónico OAM es como un 'ojo' que puede 'ver' información transportada por luz retorcida y decodificarla para que sea entendida por la electrónica. El alto rendimiento de esta tecnología, El bajo costo y el tamaño reducido lo convierten en una aplicación viable para la próxima generación de comunicaciones ópticas de banda ancha. " él dijo.

"Se ajusta a la escala de la tecnología de fibra existente y podría aplicarse para aumentar el ancho de banda, o potencialmente la velocidad de procesamiento, de esa fibra en más de 100 veces en los próximos años. Esta fácil escalabilidad y el impacto masivo que tendrá en las telecomunicaciones es lo que es tan emocionante ".

Gu dijo que el detector también se puede usar para recibir información cuántica enviada a través de luz giratoria, lo que significa que podría tener aplicaciones en una amplia gama de comunicaciones cuánticas de vanguardia e investigación en computación cuántica.

"Nuestro dispositivo nanoelectrónico desbloqueará todo el potencial de la luz retorcida para futuras comunicaciones ópticas y cuánticas, "Dijo Gu.