超表面艾里光束發(fā)射器助力實(shí)現(xiàn)水下4K視頻高速穩(wěn)定傳輸

2024年4月5日，《自然》期刊發(fā)表了科研團(tuán)隊(duì)的新研究成果：基于超表面的全彩圓形自動(dòng)聚焦艾里光束發(fā)射器，展現(xiàn)了在水下等復(fù)雜信道環(huán)境中的卓越光無(wú)線通信潛力。

科普

基于超表面的全彩圓形自動(dòng)聚焦艾里光束發(fā)射器：一種采用特殊材料精確控制光波相位、振幅和偏振等特性，實(shí)現(xiàn)多顏色光波輸出和自動(dòng)聚焦功能，發(fā)射無(wú)衍射、高方向性和穩(wěn)定性的光束的設(shè)備。

研究成果

作為6G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，水下物聯(lián)網(wǎng)對(duì)水下無(wú)線光通信（UWOC）提出了高穩(wěn)定性、低時(shí)延、大容量的嚴(yán)格要求。

然而，傳統(tǒng)基于藍(lán)色高斯光束的系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)水下隨機(jī)擾動(dòng)鏈路時(shí)遇到重重困難。

在這項(xiàng)研究中，引入了一種全彩圓形自動(dòng)聚焦艾里光束超表面發(fā)射器，為構(gòu)建可靠、大容量、長(zhǎng)距離的UWOC鏈路提供了有效手段。該超表面設(shè)計(jì)在寬波段（440-640 nm）內(nèi)表現(xiàn)出卓越的偏振轉(zhuǎn)換效率，不僅顯著提升了數(shù)據(jù)傳輸率（提升幅度高達(dá)91%），還在基于波分復(fù)用（WDM）的UWOC數(shù)據(jù)鏈路中實(shí)現(xiàn)了可靠的4K視頻傳輸。

這一創(chuàng)新技術(shù)在應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)性UWOC鏈路中的成功應(yīng)用，為6G通信中水下互連場(chǎng)景的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。