Впервые в истории информационных технологий лучи «закрученного» света использовались для передачи данных через оптическое волокно. Группе исследователей из Бостонского университета и университета Южной Калифорнии удалось реализовать передачу данных со скоростью 1.6 терабита в секунду через оптоволоконный кабель длиной в один километр. Эта же самая группа ученых летом прошлого года, используя метод «закручивания» света, получила скорость передачи данных на открытом воздухе в 2.56 терабита в секунду, а настоящее достижение является первым разом, когда метод «закручивания» использовался для передачи данных через оптическое волокно.

Под термином «закручивание» подразумевается то, что фотоны света обладают квантовой характеристикой, называемой орбитальным угловым моментом (orbital angular momentum, OAM). У фотонов, обладающих таким моментом, электрическое и магнитное поле закручено как штопор, а не колеблется в одной плоскости и направлении, как у традиционной электромагнитной волны. Теоретически, фотоны могут иметь практически неограниченное количество значений орбитального углового момента, а через единственное оптическое волокно может одновременно проходить множество лучей света, различающегося значением углового момента фотонов. Эта особенность и используется для передачи большого количества данных через единственный оптоволоконный кабель.

Технологии «закручивания» работают не только с электромагнитными волнами оптического диапазона. Мы уже рассказывали о том, что исследователям из Италии и Швеции удалось использовать подобную технологию применительно к радиоволнам, реализовав передачу информации с помощью «закрученных» радиоволн на расстояние, превышающее 400 метров.

До последнего времени использовать технологию «закрученного» света в оптическом волокне было попросту невозможно из-за преломления и искажения света в его среде. Но, новый тип оптического волокна, разработанный Сиддхартом Рамачандрэном (Siddharth Ramachandran), профессором из Бостонского университета, позволяет передавать без искажений лучи «закрученного» света на достаточно большие расстояния.

«В течение нескольких десятилетий люди используют оптическое волокно для передачи информации. Но передача всегда осуществлялась только за счет использования стандартных видов модуляции, использование OAM-модулированных лучей было невозможно из-за их нестабильности в среде оптического волокна» — рассказывает профессор Рамачандрэн, — «Мы разработали новый тип оптического волокна, в котором OAM-лучи распространяются с высокой стабильностью. Это может использоваться во многих областях науки и техники, в первую очередь, для увеличения пропускной способности оптических коммуникационных каналов».

До последнего времени пропускная способность оптических коммуникационных каналов увеличивалась за счет передачи информации с помощью лучей света различной длины волны, но сейчас эта технология приблизилась практически к своему теоретическому пределу. Использование OAM-лучи позволит расширять ширину полосы пропускания прежними темпами еще достаточно долгое время.