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Das weltweit erste winzige nanophotonische Gerät ermöglicht ein 100-mal schnelleres Internet


Wir leben in einer von Geschwindigkeit besessenen Ära und nirgendwo ist dies wahrer als in Bezug auf unser Internet. In der Tat scheinen wir im Internet überhaupt keine Geduld zu haben, und mit der zunehmenden Infiltration von Big Data, künstlicher Intelligenz und dem Internet der Dinge werden die Dinge viel schlimmer!

Zum Glück verspricht eine neue Weltneuheit, unsere Internetreisen schneller als je zuvor zu machen. 100 mal in der Tat schneller. Diese neuartige Erfindung ist eine nanophotonische Vorrichtung, die eine spezielle Form von "verdrehtem" Licht verwendet, um mehr Daten zu codieren und diese mit der heutigen herkömmlichen Glasfaser viel schneller als je zuvor zu verarbeiten.

Das Gerät stammt von Australiens globaler Universität für Technologie und Design RMIT. Es ist die Arbeit eines Forscherteams unter der Leitung von Dr. Haoran Ren von der School of Science der Institution und Dr. Zengji Yue, Associate Research Fellow an der Universität von Wollongong, und wird die optische Kommunikation für immer verändern.

Kapazitätsengpässe vermeiden

"Die heutige optische Kommunikation steht vor einer" Kapazitätskrise ", da sie den ständig steigenden Anforderungen von Big Data nicht gerecht wird", sagte Ren. "Wir haben es geschafft, Daten über Licht mit höchster Kapazität genau zu übertragen, sodass wir unsere Bandbreite massiv erhöhen können."

Herkömmliche Breitbandfaseroptiken übertragen Informationen über Lichtimpulse durch optische Fasern, was bedeutet, dass die Prozessgeschwindigkeit durch die Art und Weise beeinflusst wird, wie das Licht an einem Ende codiert und am anderen verarbeitet wird. Das nanophotonische Gerät von RMIT kann stattdessen verdrehtes Licht mithilfe der Schwingung von Lichtwellen lesen, um Daten zu codieren.

Dies bedeutet, dass so viel mehr von der tatsächlichen Datentragfähigkeit des Lichts freigeschaltet werden kann als nur das Farbspektrum, auf das aktuelle Breitbandtechnologien zugreifen. Dazu werden die Daten von Lichtwellen übertragen, die zu einer Spirale verdreht wurden, einem Zustand, der als Orbital-Drehimpuls (OAM) bezeichnet wird.

Ein Auge, das verdrehtes Licht sehen kann

"Unser nanoelektronischer OAM-Detektor ist wie ein" Auge ", das Informationen, die von verdrehtem Licht übertragen werden," sehen "und dekodieren kann, um sie für die Elektronik zu verstehen", sagte Min Gu, stellvertretender Vizekanzler für Forschung, Innovation und Unternehmertum bei RMIT. Das Gerät ist im Wesentlichen so ausgelegt, dass es in kontinuierlicher Reihenfolge zwischen verschiedenen OAM-Lichtzuständen unterscheidet, um die von ihnen übertragenen Daten zu extrahieren.

Bisher wurde diese beeindruckende Fähigkeit als einfach nicht realisierbar angesehen. „Um dies zuvor zu tun, wäre eine Maschine von der Größe eines Tisches erforderlich, was für die Telekommunikation völlig unpraktisch ist. Durch die Verwendung ultradünner topologischer Nanoblätter, die einen Bruchteil eines Millimeters messen, erledigt unsere Erfindung diese Aufgabe besser und passt auf das Ende einer optischen Faser ", erklärte Ren.

Das Beste ist, dass die Materialien des Geräts mit den heute gängigen Optionen auf Siliziumbasis kompatibel sind, sodass die Möglichkeit zur Skalierung von Industrieanwendungen sehr gut zugänglich ist. "Die hohe Leistung, die geringen Kosten und die geringe Größe dieser Technologie machen sie zu einer praktikablen Anwendung für die nächste Generation der optischen Breitbandkommunikation", sagte Gu.

„Es passt zum Maßstab der vorhandenen Fasertechnologie und könnte angewendet werden, um die Bandbreite oder möglicherweise die Verarbeitungsgeschwindigkeit dieser Faser um mehr als zu erhöhen 100 mal innerhalb der nächsten paar Jahre. Diese einfache Skalierbarkeit und die massiven Auswirkungen auf die Telekommunikation sind so aufregend ", erläuterte der Professor.

Das Papier wurde in veröffentlichtNaturkommunikation.


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