Nov preboj v izkoriščanju sukanja svetlobe

Avstralski inženirji so razvili prvi praktični senzor za dekodiranje signala, ki v optičnem vlaknu potuje po vijačnici, kar bi lahko omogočilo drastično višje hitrosti prenosa podatkov.

Da elektromagnetno valovanje pozna vrtenje okoli svoje optične osi, dobro vemo, saj tovrstno orientacijo označuje polarizacija svetlobe. Mnogo manj poznana pa je lastnost fotonov, da imajo lahko tudi vrtilno količino - se pravi, da lahko okoli optične osi krožijo in torej potujejo po vijačnici. Kljub temu, da je pojav napovedal že James Clerk Maxwell v 19. stoletju in so ga prvič opazili leta 1932, se je človek namreč šele leta 1992 naučil s takšno svetlobo rokovati. Danes se že uporablja v optičnih pincetah in mikroskopiji, dosti obljublja tudi pri opazovanju vrtečih se črnih lukenj, ki mimo sebe pošiljajo karakteristično sukajoč se tok svetlobe.

Toda največji učinek bomo bržkone čutili zaradi napredka v telekomunikacijah. Svetlobni signal v vlaknu bi namreč lahko močno zgostili tako, da bi ga zapakirali v več svetlobnih tokov, od katerih bi imel vsak rahlo drugačno vrtilno količino. V zadnjem desetletju področje beleži številne konkretne korake v tej smeri: leta 2012 so napravili prvi oddajnik sukajočih se fotonov za telekomunikacije, pred dvema letoma usmerni čip, zdaj pa je skupina strokovnjakov z univerze RMIT v Melbournu zgradila še zadnji manjkajoči element - sprejemnik. To je, takšnega praktične velikosti optičnega vlakna, ki je primeren za komercialne izdelke, saj so bili tisti pred njim "veliki kot delovne mize".

Podvig jim je uspel z uporabo ultratankih topoloških nanolističev polprevodnika, kar je hkrati nov uspeh za silicijsko nanofotoniko, ki vsaj pri pretvornikih signalov še vedno pogumno napreduje, medtem ko se ji je znotraj procesorskih čipov ustavilo. Avstralci vehementno napovedujejo stokratno pohitritev prenosov po optičnih vlaknih, je pa poleg treba poudariti, da takšna komunikacija zahteva tako nove pretvornike kot tudi vode, oziroma pošteno nadgradnjo infrastrukture.