超表面艾里光束發(fā)射器助力實現(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)表了科研團隊的新研究成果：基于超表面的全彩圓形自動聚焦艾里光束發(fā)射器，展現(xiàn)了在水下等復雜信道環(huán)境中的卓越光無線通信潛力。

科普

基于超表面的全彩圓形自動聚焦艾里光束發(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，實現(xiàn)多顏色光波輸出和自動聚焦功能，發(fā)射無衍射、高方向性和穩(wěn)定性的光束的設備。

研究成果

作為6G無線網(wǎng)絡的重要組成部分，水下物聯(lián)網(wǎng)對水下無線光通信（UWOC）提出了高穩(wěn)定性、低時延、大容量的嚴格要求。

然而，傳統(tǒng)基于藍色高斯光束的系統(tǒng)在應對水下隨機擾動鏈路時遇到重重困難。

在這項研究中，引入了一種全彩圓形自動聚焦艾里光束超表面發(fā)射器，為構(gòu)建可靠、大容量、長距離的UWOC鏈路提供了有效手段。該超表面設計在寬波段（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91%），還在基于波分復用（WDM）的UWOC數(shù)據(jù)鏈路中實現(xiàn)了可靠的4K視頻傳輸。

這一創(chuàng)新技術(shù)在應對挑戰(zhàn)性UWOC鏈路中的成功應用，為6G通信中水下互連場景的發(fā)展奠定了堅實基礎。

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