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ドーナツ型のレーザー光の渦を使用して画像を送信できます

煙の輪はレーザー光で生成される渦に似ていますYevhen Rychko / Alamy ストックフォト レーザーからの短いパルスをねじって一連のドーナツ状の渦を形成し、光を使用してより多くの情報を送信する方法を提供します。 私たちは通常、水や空気の中で渦に遭遇しますが、同様の渦巻き構造を光線の中に形成することもできます。 そのような構造の 1 つが渦リングです。渦リングでは、光の粒子 (またはフォトン) が煙の輪の中で空気の粒子が行うようにねじれ、渦を巻きます。 中国科学院のヤオ・ジンピン氏らは現在、最大28個の渦輪を1つのレーザーパルスに詰め込む方法を発見した。 そうするために、チームは光の強度を正確に調整し、位相と呼ばれる光の別の特性を微調整しました。 光は電磁波であり、その位相は、繰り返される上下振動のどこに波の各部分があるかを指定します。 実験ではレーザーパルスの継続時間は100万分の1秒未満でしたが、研究者がパルスの特定の部分で位相固有の値を与えた場合にのみ、ドーナツのような形状と煙の輪のような渦巻く特徴を与えることができました。 彼らは、一連のレンズ、特殊な隆起結晶、そして小型プロジェクターのような「空間光変調器」を通してパルスを送りました。 それらすべてを通過して検出器に到達するまでに、それは渦輪の連鎖のような形になっていました。 ヤオと彼女の同僚はこれを「時空間渦列」と呼び、彼らが作成した最大のものは 28 個の異なる渦輪で構成されていました。 次に、彼らは研究所のロゴの画像を一連の渦リングのプロパティにエンコードしました。 原理の証明として、彼らは 16,384 ピクセルを送信するために 16 個の渦のストリングを使用しましたが、将来的には 28 個の渦のリングを含むストリングを使った実験が可能となり、短い光のバーストで多くの情報を送信する効率的な方法となるでしょう。 メリーランド大学のハワード・ミルヒバーグ氏は、そのチームが渦リングの実験を先駆的に行ったところ、最近、光の中で渦を作る技術がより広く利用できるようになったので、多くの新たな応用の可能性があると述べている。 「この分野は爆発的に発展しており、人々はこれらの構造物をどうするかについてさまざまなことを考えています。 [in light]。 情報伝達能力については、間違いなく検討する価値があります」と彼は言います。 光からドーナツの渦を作るには細心の注意を払い、すべての詳細を正しく行う必要があるが、研究者らは将来さらに多くの異なる渦を作るためのレシピのようなものも提供した、と南カリフォルニア大学のアラン・ウィルナー氏は言う。 「世界中の研究グループが、興味深い構造化された光を設計しようと試みてきました。 彼らは「どんな光を作り出すことができるのか？」と問いかけているのです。 そしてこれは私たちが見つけ出す必要があるツールキットの一部である可能性があります」と彼は言います。…