Menu Title

VĚDECKÁ ČINNOST

»  Vírový přenos informace

 

PRINCIP PŘENOSU INFORMACE SVĚTELNÝMI VÍRY


       V optických komunikacích je informace přenášena sekvencí optických impulsů. Pomocí optických vírů je možné zakódovat dodatečnou informaci také do prostorové struktury světla v jednotlivých impulsech a zvýšit tak hustotu přenášené informace.  Informační kód je vložen do superpozice vírových svazků různého topologického náboje lj, který definuje tvar spirální vlnoplochy a určuje velikost orbitálního momentu hybnosti. Topologické náboje jsou použity jako „značky“, které umožní identifikaci jednotlivých vírových svazků a dekódování informace při detekci. Stabilita vírového přenosu informace je garantována zákonem zachování orbitálního momentu hybnosti.

 1_vpi_1

LDO: První návrh a experimentální ověření principu vírového přenosu informace:

 Z. Bouchal and R. Čelechovský, Mixed vortex states of light as information carriers, New J. Phys.  6, 131, 2004. 

 

SYSTÉM PRO VÍROVÝ PŘENOS INFORMACE


       Systém pro vírový přenos informace je tvořen vysílačem, který pomocí speciálního fázového hologramu vytvoří koaxiální superpozici vírových svazků s rozdílnými topologickými náboji. Při dekódování informace je smíšené vírové pole pomocí fázového hologramu rozloženo do jednotlivých vírových svazků a vyhodnocena přenášená informace.

2_vpi

REALIZACE VYSÍLAČE


       Jedna z možných variant vysílače využívá matici prostorově oddělených zdrojů světla, jejichž spínáním je vytvořen přenášený informační kód. Divergentní sférické vlny vyzářené sepnutými zdroji světla jsou kolimovány optickým systémem a pomocí fotolitograficky vyrobené fázové masky transformovány na vírové svazky. Každému bodovému zdroji je pomocí fázové masky přiřazen vírový svazek s jiným topologickým nábojem ale stejným směrem šíření.   Tímto způsobem je vytvořeno smíšené vírové pole, které přenáší informaci k přijímači.

3_vpi

REALIZACE PŘIJÍMAČE


     Smíšený vírový svazek přenášející informaci je pomocí fázové masky rozložen na jednotlivé vírové módy, jejichž směrová separace je určena hodnotami topologických nábojů. Pomocí matice dírkových clon a intenzitního detektoru je vyhodnocen přenášený informační kód.

4_vpi

EXPERIMENT PRO OVĚŘENÍ VÍROVÉHO PŘENOSU INFORMACE


5_vpi

DEMONSTRACE VÍROVÉHO PŘENOSU INFORMACE


       Video demonstruje vírový přenos čtyř bitů informace. Vlevo je spínání  jednotlivých bodových zdrojů na vysílači, uprostřed detekovaná intenzita a vpravo upravený záznam umožňující dekódování informace.