Світло більше не заважає передачі даних: вчені знайшли спосіб подолати спотворення лазера
Дослідники з Університету Вітватерсранда в Південній Африці та Університету Бордо у Франції продемонстрували новий спосіб передачі інформації лазером через відкрите повітря. Технологія може допомогти вирішити одну з ключових проблем оптичного зв’язку — спотворення світла атмосферою.
Повітряні потоки, вітер і температурні перепади змінюють напрямок поширення світлового променя. Через це бездротові оптичні системи змушені постійно компенсувати викривлення за допомогою складної оптики та значних обчислювальних ресурсів, повідомляє Рortaltele.
Дослідники запропонували інший підхід: замість того щоб виправляти спотворений промінь, вони передали інформацію таким чином, щоб її можна було зчитати навіть після проходження крізь турбулентну атмосферу.
Основою експерименту стала топологія — розділ математики, який досліджує властивості об’єктів, що залишаються незмінними під час розтягування або деформації.
Дослідники використали цю властивість для передачі інформації світлом. Дані закодували у спеціальних структурах світлового поля, відомих як скірміони.
У традиційних системах зв’язку інформацію можна передавати через інтенсивність, колір або поляризацію світла. У новому підході дані містяться саме в топологічній структурі променя.
Для перевірки технології лазерні промені передавали на відстань 270 метрів між будівлями університетського кампусу в Йоганнесбурзі. Сигнал проходив через реальні атмосферні умови — вітер, нагріте повітря та температурні коливання.
Після проходження дистанції форма променя могла сильно змінюватися. Однак топологічна інформація всередині нього залишалася доступною для декодування.
У більшості випробувань точність передачі перевищувала 98%. Навіть за надзвичайно сильної турбулентності цей показник становив близько 86%.
Сучасні системи лазерного зв’язку через атмосферу зазвичай спочатку визначають ступінь викривлення променя, а потім компенсують його. Для цього потрібні складне обладнання, енергія та значні обчислювальні ресурси.
Новий принцип потенційно дозволить спростити частину такої інфраструктури. Приймачу не потрібно буде спочатку відновлювати початкову форму променя — він зможе працювати безпосередньо з інформацією, яка зберігається в його топологічній структурі.
Серед можливих сфер застосування дослідники називають:
Окремо дослідники відзначають перспективність технології для далеких космічних місій. Лазерний зв’язок здатен передавати значно більші обсяги даних, ніж традиційні радіосистеми.
Водночас технологія поки що пройшла лише лабораторну перевірку на відносно невеликій відстані. Наступним етапом мають стати випробування на значно більших дистанціях та за складніших атмосферних умов.
Результати дослідження опубліковані в журналі Science Advances.
- Останні
- Популярні
Новини по днях
27 серпня 2026
