Международная группа исследователей создала оптоволокно с двумерной топологической защитой светового пути — первое в своем роде. Его особенность в том, что свет внутри такого волокна автоматически огибает дефекты и механические повреждения, сохраняя направление распространения. Работа ученых опубликована в научном журнале Nature Photonics.
Принцип действия
В отличие от обычных многожильных волокон, где свет «перетекает» между сердцевинами и создает шум, новая структура удерживает каждый канал в собственном защищенном состоянии. Волокно содержит множество световодных сердцевин, упорядоченных в решетку. Во время производства его скручивают — и именно это скручивание формирует особые топологические состояния света. Такие состояния распространяются по спиральной траектории и не способны «вырваться» в соседние сердцевины. Встретив дефект или изгиб, свет просто огибает препятствие, сохраняя первоначальное направление движения.
Преимущества
Существующие материалы для топологических изоляторов света имеют существенные ограничения — малые размеры и хрупкость. Новое волокно лишено этих недостатков. Оно гибкое, производится километровыми отрезками и имеет низкий уровень потерь, сопоставимый с обычным телекоммуникационным кабелем. В то же время технология полностью совместима со стандартным производственным оборудованием и не требует никакого специализированного оснащения.
Области применения
Разработка открывает практические возможности в нескольких ключевых отраслях. В частности, ее можно использовать для межчиповых соединений в дата-центрах. Технология также применима для высокоскоростных и квантовых коммуникаций, где стабильность светового пути напрямую влияет на сохранение запутанности фотонов. Еще одна перспективная ниша — прецизионное зондирование в медицинской визуализации и экологическом мониторинге.
Подписывайтесь на Mediasat в Telegram: здесь самые интересные новости из мира технологий
Доктор Антон Соуслов из Кембриджского университета отметил, что разработка открывает целый класс неизученных топологических явлений, доступных на оптоволоконной платформе. Следующий этап — масштабирование до километровых отрезков волокна и интеграция в существующую телекоммуникационную инфраструктуру.
Напомним, недавно международная группа ученых из Великобритании и Германии передала квантовую информацию по обычному оптоволокну. Этот результат приближает создание квантовых сетей как альтернативы привычному интернету.
