El futuro de las comunicaciones ópticas acaba de volverse más brillante. En un desarrollo informado en Advanced Photonics , investigadores de la Universidad de Nanjing han presentado los vórtices de isopropagación (IPV), un concepto novedoso que ofrece una solución a un desafío de larga data al que se enfrentan los científicos e ingenieros:cómo aumentar la capacidad de procesamiento de información y al mismo tiempo superar las limitaciones de los haces de vórtices tradicionales. /P>

La multiplexación de grados de libertad ópticos, como la polarización y la longitud de onda, ha sido un elemento básico para mejorar la capacidad de comunicación. Sin embargo, la multiplexación por división de modo espacial, que utiliza modos espaciales ortogonales como los modos de momento angular orbital (OAM) (también conocidos como haces de vórtice), enfrenta un obstáculo importante.

A medida que estos haces de vórtice se propagan a través del espacio libre, el tamaño de su haz invariablemente diverge con el OAM, lo que plantea limitaciones en la capacidad debido a la necesidad de receptores más grandes.

Ingrese IPV

Las IPV representan un cambio de paradigma. A diferencia de los haces de vórtice convencionales, los IPV exhiben una propagación independiente de OAM. En otras palabras, el tamaño de su haz permanece constante durante la propagación en el espacio libre, independientemente del modo OAM. Este avance abre interesantes posibilidades para la comunicación multiplexada en modo espacial, la transmisión de datos por fibra óptica e incluso la manipulación de partículas.

Ventajas clave de los IPV:

• Propagación independiente de OAM:los IPV mantienen un tamaño de haz constante, independientemente del modo OAM. Esta característica permite la utilización eficiente de modos espaciales sin requerir receptores excesivamente grandes.
• Resiliencia a la turbulencia atmosférica:los IPV demuestran una dinámica de transmisión mejorada con factores de calidad reducidos. Incluso bajo turbulencias atmosféricas, siguen siendo robustos, lo que los hace ideales para aplicaciones del mundo real.
• Mejoras en la capacidad experimental:el equipo de investigación realizó comparaciones exhaustivas entre la multiplexación IPV y los esquemas ópticos existentes. Los resultados fueron sorprendentes, con mejoras de capacidad que oscilaron entre el 300 por ciento y un sorprendente 808 por ciento.
  

Aplicaciones y perspectivas de futuro

El impacto de las IPV se extiende más allá de la comunicación. Imagine velocidades de transmisión de datos más rápidas, manipulación de partículas más eficiente en experimentos científicos y redes de fibra óptica mejoradas. A medida que los investigadores profundizan en el potencial de los IPV, industrias que van desde las telecomunicaciones hasta la instrumentación científica se beneficiarán significativamente.

El Dr. Jianping Ding, autor correspondiente e investigador principal, afirmó:"Los vórtices de isopropagación representan un paso adelante en nuestra búsqueda de una mayor capacidad de información. Estamos entusiasmados de explorar sus aplicaciones y colaborar con socios de la industria".