L’avenir des communications optiques vient de s’éclaircir. Dans un développement rapporté dans Advanced Photonics , des chercheurs de l'Université de Nanjing ont introduit les vortex d'iso-propagation (IPV), un concept nouveau qui offre une solution à un défi de longue date auquel sont confrontés les scientifiques et les ingénieurs :comment augmenter la capacité de traitement de l'information tout en surmontant les limites des faisceaux vortex traditionnels.

Le multiplexage des degrés de liberté optiques, tels que la polarisation et la longueur d'onde, constitue un élément essentiel de l'amélioration de la capacité de communication. Cependant, le multiplexage par répartition des modes spatiaux, qui utilise des modes spatiaux orthogonaux comme les modes de moment cinétique orbital (OAM) (également appelés faisceaux vortex), se heurte à un obstacle important.

À mesure que ces faisceaux vortex se propagent dans l'espace libre, la taille de leur faisceau diverge invariablement avec l'OAM, ce qui pose des contraintes de capacité en raison de la nécessité de récepteurs plus grands.

Entrer les IPV

Les VPI représentent un changement de paradigme. Contrairement aux faisceaux vortex conventionnels, les IPV présentent une propagation indépendante de l'OAM. En d’autres termes, la taille de leur faisceau reste constante lors de la propagation en espace libre, quel que soit le mode OAM. Cette avancée ouvre des possibilités passionnantes pour la communication par multiplexage en mode spatial, la transmission de données par fibre optique et même la manipulation de particules.

Principaux avantages des IPV :

• Propagation indépendante de l'OAM :les IPV maintiennent une taille de faisceau constante, quel que soit le mode OAM. Cette fonctionnalité permet une utilisation efficace des modes spatiaux sans nécessiter de récepteurs trop grands.
• Résilience aux turbulences atmosphériques :les IPV démontrent une dynamique de transmission améliorée avec des facteurs de qualité réduits. Même sous les turbulences atmosphériques, ils restent robustes, ce qui les rend idéaux pour les applications réelles.
• Améliorations de la capacité expérimentale :l'équipe de recherche a effectué des comparaisons approfondies entre le multiplexage IPV et les schémas optiques existants. Les résultats ont été stupéfiants, avec des améliorations de capacité allant de 300 pour cent à un étonnant 808 pour cent.
  

Applications et perspectives d'avenir

L’impact des VPI s’étend au-delà de la communication. Imaginez des taux de transmission de données plus rapides, une manipulation plus efficace des particules dans les expériences scientifiques et des réseaux de fibres optiques améliorés. À mesure que les chercheurs approfondissent le potentiel des IPV, les secteurs allant des télécommunications à l'instrumentation scientifique devraient en bénéficier de manière significative.

Le Dr Jianping Ding, auteur correspondant et chercheur principal, a déclaré :« Les vortex d'iso-propagation représentent un pas en avant dans notre quête d'une plus grande capacité d'information. Nous sommes ravis d'explorer leurs applications et de collaborer avec des partenaires industriels. »