等传播涡流光复用实现前所未有的信息容量

光通信的未来变得更加光明。在《先进光子学》杂志上报道的一项进展中，南京大学的研究人员引入了等传播涡流(IPV)，这是一个新颖的概念，为科学家和工程师面临的长期挑战提供了解决方案：如何在提高信息处理能力的同时克服传统涡旋光束的局限性。

光学自由度(例如偏振和波长)的复用一直是增强通信容量的主要手段。然而，使用轨道角动量(OAM) 模式(也称为涡旋光束)等正交空间模式的空间模分复用面临着重大障碍。

当这些涡旋光束通过自由空间传播时，它们的光束尺寸总是随着 OAM 发散，由于需要更大的接收器而对容量造成限制。

输入 IPV

IPV 代表了一种范式转变。与传统涡旋光束不同，IPV 表现出与 OAM 无关的传播。换句话说，无论 OAM 模式如何，它们的光束尺寸在自由空间传播期间都保持一致。这一突破为空间模式复用通信、光纤数据传输甚至粒子操纵开辟了令人兴奋的可能性。

IPV 的主要优势：

与 OAM 无关的传播：无论 OAM 模式如何，IPV 都保持恒定的波束尺寸。此功能允许有效利用空间模式，而不需要过大的接收器。

对大气湍流的适应能力：IPV 表现出增强的传输动态性和降低的品质因数。即使在大气湍流下，它们也保持稳健，使其成为实际应用的理想选择。

实验能力提升：研究团队对IPV复用和现有光方案进行了深入的比较。结果令人震惊，容量提高了从 300% 到惊人的 808%。

应用及未来展望

IPV 的影响超出了通信范围。想象一下更快的数据传输速率、科学实验中更有效的粒子操纵以及改进的光纤网络。随着研究人员深入研究 IPV 的潜力，从电信到科学仪器等行业都将受益匪浅。

通讯作者、高级研究员丁建平博士表示：“等传播涡流代表了我们