寬帶光纖通過光纖以光速傳輸光脈衝信息，但是光在一端編碼而在另一端處理的方式會影響數據速度。這是世界上第一個納米光子設備，剛剛在《自然通訊》上發佈，它通過一種特殊形式的“扭曲”光，編碼了更多的數據，處理速度比傳統光纖快得多。RMIT科學學院的任浩然博士是這篇論文的主要作者之一，他說他們為閱讀扭曲的光線而設計的微型納米光子設備是解鎖超高速、超寬帶通信所需的缺失的鑰匙。任正非說：如今的光通信正面臨著‘能力危機’，因為它們無法滿足日益增長的大數據需求。成功做到的是通過最大容量的光精確傳輸數據，這將允許我們大幅增加帶寬。
博科園-科學科普：目前最先進的光纖通信，就像澳大利亞國家寬帶網絡(NBN)使用的那樣，通過傳輸光譜數據，只使用了實際光容量的一小部分。正在開發的新寬帶技術利用光波的振盪或形狀來編碼數據，通過利用我們看不見的光來增加帶寬。這一最新的技術，在光通信的前沿，攜帶數據的光波已經被扭曲成螺旋形，以進一步提高其能力。這被稱為光在軌道角動量的狀態或稱OAM。2016年來自RMIT人工智能納米光子學實驗室(LAIN)的同一個研究小組在《科學雜誌》(Science journal)上發表了一篇顛覆性的研究論文，描述了他們是如何在納米光子學芯片上解碼一小部分這種扭曲光的。
微型OAM納米電子探測器可解碼扭光，圖片：RMIT Uinversity
但是迄今為止，用於光通信的大範圍OAM光探測技術仍然是不可行的。微型OAM納米電子探測器可以連續地分離不同的OAM光狀態，並解碼由扭曲光攜帶的信息。要做到這一點，以前需要一臺桌子大小的機器，這對電信來說是完全不切實際的。通過使用超薄拓撲納米片測量毫米的一部分，我們的發明做得更好，並適合於光纖的末端。RMIT負責研究創新和創業的副副校長、LAIN主任Min Gu教授說：該設備中使用的材料與大多數技術中使用的硅基材料兼容，因此很容易擴大應用範圍。OAM納米電子探測器就像一隻‘眼睛’，可以‘看到’由扭曲的光攜帶的信息，並將其解碼，使其被電子學理解。
這項技術高性能、低成本、體積小，使其成為下一代寬帶光通信的可行應用。它符合現有光纖技術的規模，可以應用於在未來幾年內將該光纖的帶寬(或潛在的處理速度)提高100倍以上。這種簡單的可擴展性和它對電信的巨大影響是令人興奮的。這種探測器還可以用來接收通過扭曲光發送的量子信息，這意味著它可以應用於整個前沿的量子通信和量子計算研究領域。納米電子設備將為未來的光學和量子通信釋放出扭曲光的全部潛能。
博科園-科學科普｜研究/來自：RMIT大學
參考期刊文獻：《Nature Communications》
DOI: 10.1038/s41467-018-06952-1
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