TWDPTO220DT 這是一個(gè)簡單的事實(shí)，較高的頻率比較低的頻率固有地可攜帶更多的數(shù)據(jù)。電磁波在一秒鐘內(nèi)循環(huán)的次數(shù)越多，它被調(diào)制以容納信息的速度就越快。這就是為什么自由空間光通信是一個(gè)如此熱門的研究課題：可見光波長比無線電波能攜帶更多的數(shù)據(jù)。
問題是光波比無線電波更難發(fā)射和接收。對于無線電波，全向天線可以在兩端之中的任一端完成工作。光學(xué)傳輸技術(shù)需要視線設(shè)置中的激光或LED以及接收器，它們很容易對齊錯(cuò)誤。
杜克大學(xué)（Duke University）的研究人員與的連接性實(shí)驗(yàn)室（Connectivity Lab）合作，已采取初步步驟來開發(fā)一種結(jié)合了兩全其美的光學(xué)技術(shù)：他們已經(jīng)制造出一種可以在光學(xué)范圍內(nèi)接收信號的全向天線。
上個(gè)月在Optica上發(fā)表的一篇論文中描述了這項(xiàng)工作，該工作始于Connectivity Lab，該實(shí)驗(yàn)室開展了一系列旨在縮小寬帶接入差距的研究。并且，已經(jīng)著手開發(fā)了一種傳輸技術(shù)，與無線電天線的傳輸技術(shù)相當(dāng)，但適用于光學(xué)頻率。
杜克大學(xué)的一位博士后Andrew Traverso說：“他們的整個(gè)想法是，如果我們能像一樣從一個(gè)大的區(qū)域采集數(shù)據(jù)，然后將其聚焦，我們就能從中獲得相當(dāng)高的信號。”所以他們用光纖設(shè)計(jì)了這種非常新穎的天線，有點(diǎn)像光纖的編織物 -- 把它做成了一個(gè)碗的形狀。
Connectivity Lab的研究人員在光纖中嵌入了一種熒光染料，這樣，不管光線從哪個(gè)方向照射到“碗”上，都會同樣照射到染料上。這將導(dǎo)致染料發(fā)出熒光，在光纖內(nèi)部產(chǎn)生第二個(gè)光信號。然后，光纖將第二個(gè)信號沿著其長度定向到最終的接收器。
然而，Connectivity Lab遇到了一個(gè)障礙：他們無法弄清楚如何使熒光染料發(fā)出足夠快的熒光。Traverso說：“這大約是十億分之一秒，甚至更長。如果做相反的話，那充其量也許就是千兆赫。希望能夠?qū)⑵渫频礁斓念l率，能夠盡快調(diào)制該光線。”
因此，Connectivity Lab求助于杜克大學(xué)的物理學(xué)家、等離子體電子學(xué)Maiken Mikkelsen，這是一門產(chǎn)生和探測金屬中與光相互作用的“表面等離子體”（基本上是自由電子）產(chǎn)生的電磁波的科學(xué)。該領(lǐng)域的靈感來自更成熟的光子學(xué)領(lǐng)域，該領(lǐng)域具有相似的目標(biāo)，但光子而非表面等離子體激元除外。Mikkelsen的實(shí)驗(yàn)室以前做過一些小的熒光納米立方體的工作，這些立方體可以在皮秒范圍內(nèi)超快發(fā)射。Connectivity Lab希望Mikkelsen能在這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上幫助解決問題。
Mikkelsen在杜克大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室最終意識到，對他們來說，一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)是將他們的納米立方體工作轉(zhuǎn)化為更大的規(guī)模。然而，事實(shí)上，“更大的規(guī)模”一詞可能會產(chǎn)生誤導(dǎo)：等離子體電子學(xué)的研究通常集中在幾平方納米大小的區(qū)域。相反，我們的目標(biāo)是在一個(gè)占地面積只有幾平方毫米，或者有可能是一平方厘米的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)，換句話說，大約是一個(gè)典型智能手機(jī)的天線大小。
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