可用于下一代#6G# 超大容量光通信网络，清华团队用共轭调制法实现信息解复用，或在量子领域获得新突破
- 麻省理工科技评论
- 2022-07-01 02:20:18
【可用于下一代6G 超大容量光通信网络，清华团队用共轭调制法实现信息解复用，或在量子领域获得新突破】
“该成果在自由光通信领域具有重要的发展前景，对于下一代 6G 通信的超大容量光通信网络具有应用潜力。未来还可用于星间、星地通信链路。审稿人评价称，‘该研究非常有趣，对于新型光场作为高维信息载体的应用来说堪称奠基性的工作，将对光通信领域带来巨大的效益。’”清华大学精仪系激光与光子技术研究所副教授付星表示。
近日，他所在的先进激光技术团队，对下一代大容量密集编码自由光通信应用开展了前沿探索，采用共轭调制方法巧妙实现了信息解复用。相关实验很好地支撑了理论假设，结果表明新型光束在信道容量、误码率方面都显著优于传统涡旋光，从而发挥出轨道角动量（OAM，Orbital Angular Momentum）光束高维通信的优势。
日前，相关论文以《面向未来超大容量、低误码率光通信的发散简并空间复用技术》（Divergence-degenerate spatial multiplexing towards future ultrahigh capacity, low error-rate optical communications）为题，发表在 Light: Science & Applications 上。付星、团队负责人清华大学精仪系系主任柳强担任共同通讯作者，万震松担任第一作者。
论文一经发表，受到了广泛关注，被 1965 年创刊的国际激光行业著名杂志 Laser Focus World 专题报道。
据介绍，光通信领域的容量提升依赖于对光的多个自由度的开发和利用。近年来，光的强度、频率、偏振、相位等多个物理维度的开发已接近极限。为应对“容量危机”的挑战，具有新型空间自由度的结构光束也加入了“战团”，尤其是带有 OAM 的涡旋光。
相比于成熟的偏振复用只有两个维度的特点，理论上基于 OAM 的模分复用通信有无穷多个维度可以利用。然而现实很骨感，发散角随着模式通道增多而迅速变大。每增加一个模式通道，接收端的口径就会变大一圈。模式一多，口径就由碗口大小增至磨盘大小。
这项研究的核心是一类新型结构光“几何模”，它具有“波迹二象性”。如图 1 所示：除了普通光束所具有的波动性，例如干涉、衍射等行为之外，还具有令人惊叹的几何轨迹性，即波包截面及其传输轨迹，与经典几何射线簇相互耦合，因而被称为几何模。
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可用于下一代6G超大容量光通信网络，清华团队用共轭调制法实现信息解复用，或在量子领域获得新突破
“该成果在自由光通信领域具有重要的发展前景，对于下一代 6G 通信的超大容量光通信网络具有应用潜力。未来还可用于星间、星地通信链路。审稿人评价称，‘该研究非常有趣，对于新型光场作为高维信息载体的应用来说堪称奠基性的工作，将对光通信领域带来巨大的效益。’”清华大学精仪系激光与光子技术研究所副教授付星表示。
近日，他所在的先进激光技术团队，对下一代大容量密集编码自由光通信应用开展了前沿探索，采用共轭调制方法巧妙实现了信息解复用。相关实验很好地支撑了理论假设，结果表明新型光束在信道容量、误码率方面都显著优于传统涡旋光，从而发挥出轨道角动量（OAM，Orbital Angular Momentum）光束高维通信的优势。
日前，相关论文以《面向未来超大容量、低误码率光通信的发散简并空间复用技术》（Divergence-degenerate spatial multiplexing towards future ultrahigh capacity, low error-rate optical communications）为题，发表在 Light: Science & Applications 上。付星、团队负责人清华大学精仪系系主任柳强担任共同通讯作者，万震松担任第一作者。
论文一经发表，受到了广泛关注，被 1965 年创刊的国际激光行业著名杂志 Laser Focus World 专题报道。
据介绍，光通信领域的容量提升依赖于对光的多个自由度的开发和利用。近年来，光的强度、频率、偏振、相位等多个物理维度的开发已接近极限。为应对“容量危机”的挑战，具有新型空间自由度的结构光束也加入了“战团”，尤其是带有 OAM 的涡旋光。
相比于成熟的偏振复用只有两个维度的特点，理论上基于 OAM 的模分复用通信有无穷多个维度可以利用。然而现实很骨感，发散角随着模式通道增多而迅速变大。每增加一个模式通道，接收端的口径就会变大一圈。模式一多，口径就由碗口大小增至磨盘大小。
这项研究的核心是一类新型结构光“几何模”，它具有“波迹二象性”。如图 1 所示：除了普通光束所具有的波动性，例如干涉、衍射等行为之外，还具有令人惊叹的几何轨迹性，即波包截面及其传输轨迹，与经典几何射线簇相互耦合，因而被称为几何模。
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可用于下一代6G超大容量光通信网络，清华团队用共轭调制法实现信息解复用，或在量子领域获得新突破
