Các nhà nghiên cứu Úc vừa phát
triển được một thiết bị có thể giải mã thông tin từ ánh sáng “xoắn”
đi qua sợi quang (Ảnh: gunnar3000/Depositphotos)
Thông
thường, công nghệ cáp quang truyền thông tin dưới dạng các xung ánh sáng
và các nhà khoa học hiện cũng đang thử nghiệm tăng băng thông bằng cách
sử dụng “hình dạng” của ánh sáng. Xoắn các tia sáng thành một hình
“ốc vít” đang nổi lên như một phương pháp đặc biệt hứa hẹn và mức độ
xoắn này được gọi là động lượng góc quỹ đạo (OAM) của ánh sáng.
Thay
vì mỗi bước sóng là một kênh thông tin, mỗi “góc” của ánh sáng có thể
mã hóa một giá trị khác nhau, thậm chí tốt hơn nữa, về lý thuyết
góc có thể có số lượng vô hạn, cho phép lượng dữ liệu lớn hơn rất
nhiều được truyền đi.
Nhưng
chẳng ích gì nếu thông tin đó không được giải mã ở đầu kia. Các
thiết bị để làm công việc này khá lớn và cồng kềnh nhưng nay các nhà
nghiên cứu từ Đại học RMIT và Đại học Wollongong vừa phát triển được
một phiên bản nhỏ hơn rất nhiều.
Thiết bị vận hành nhờ một cảm biến CMOS – một thuật ngữ có lẽ
chúng ta đã khá quen từ lĩnh vực máy ảnh. Con chip này chuyển đổi
các photon tới thành electron vốn cho phép dữ liệu đọc được bởi các
thiết bị điện tử thông thường. Nhưng trước khi ánh sáng đập vào cảm
biến, nó sẽ đi qua một lớp khác để gỡ rối ánh sáng xoắn.
“Máy
dò điện tử nano OAM thu nhỏ của chúng tôi được thiết kế để tách các
trạng thái ánh sáng OAM khác nhau theo tuần tự liên tục và giải mã
thông tin được truyền đi bởi ánh sáng xoắn. Để làm điều đó, trước đây
cần một cỗ máy kích cỡ bằng một chiếc bàn vốn hoàn toàn phi thực
tế cho viễn thông. Bằng các sử dụng các tấm nano topo cực mỏng kích
thước chỉ bằng một phần mấy milimet, phát minh của chúng tôi làm công
việc đó tốt hơn và đặt vừa trên đầu mút của một sợi quang”, đồng
tác giả dẫn đầu nghiên cứu Haoran Ren cho biết.
Kích
thước nhỏ xíu như thế là chìa khóa cho sự hữu ích của nó vì thiết
bị có thể được tích hợp vào hạ tầng hiện có. Nhóm cho hay thiết bị
cũng có thể sử dụng để giải mã thông tin lượng tử được gửi thông qua
ánh sáng xoắn.
“Công
suất lớn, chi phí thấp và kích thước bé của công nghệ này khiến nó
trở thành một ứng dụng khả thi cho truyền thông quang băng thông rộng
thế hệ tiếp theo. Nó phù hợp với quy mô công nghệ sợi quang hiện có và
có thể áp dụng để tăng băng thông hoặc có tiềm năng tăng tốc độ xử lý
của sợi lên trên 100 lần trong vòng vài năm tới. Khả năng nâng quy mô dễ
dàng và tác động rộng rãi của công nghệ đối với viễn thông là điều
đặc biệt lý thú”, đồng tác giả Min Gu cho biết.
LH
(New Atlas)