Новый способ отображения света

Физики из Института ультрабыстрой спектроскопии и лазеров (США) представили новый способ отображения спирального света, который может помочь задействовать неиспользуемые каналы данных в оптоволокне. Расширение полосы частот позволит решить проблему телекоммуникационных сетей, связанную с возрастающим количеством аудио, видео и других видов цифровых материалов, востребованных в современном мире повсеместно, включая даже те виды работ, в которых используют фасовочное, производственное или уборочное оборудование. Новая модель, разработанная Джованни Мильоне, Робертом Альфано и их коллегами, может способствовать и развитию других областей, таких как квантовые вычисления.

По словам Мильоне, использовать другие каналы можно за счет сложных форм света. Окончательные результаты работы ученые намерены представить на конференции Оптического общества Америки, которая пройдет в Сан-Хосе с 16 по 20 октября. А пока в журнале Physical Review Letters был опубликован научный доклад на эту тему.

Для физика, занимающегося отслеживанием света в оптоволокне или лазере, главным является поляризация, т.е. определенное направление и ориентация движения света. Возможность проследить поляризацию и другие изменения во время путешествия света дает представление о материале, через который свет проходит. Это помогает контролировать свет и определять характерные для анализируемого материала признаки. Отслеживание поляризации также позволяет очень тонко настроить лазер, например, на выжигание одного слоя материала и оставление других совершенно нетронутыми.

До настоящего момента для отображения и контроля была доступна только самая простая форма света (главное состояние), поэтому многочисленные каналы оптоволокна, которые могут заниматься более сложными формами, оставались в бездействии. В сложных формах свет обладает вращением и орбитальным угловым моментом. Его движение напоминает то, как движется Луна вокруг своей оси и относительно Земли. Такой свет вращается подобно торнадо и принимает форму того, что называется векторными лучами или вихрями. Чтобы отобразить эти вихри, исследователи расширили существующую модель – сферу Пуанкаре – которая получила название Сфера Пуанкаре высшего порядка (HOPS). Новый метод позволяет сократить многостраничные вычисления до отдельных уравнений. Это математический инструмент, который позволит использовать сложный свет в технологии.