Nove raziskave kažejo, da lahko ultrahitri laserski impulzi ustvarijo vrtinčaste strukture, podobne dimnemu obroču, ki lahko, ko so med seboj povezane, prenašajo in prenašajo preproste slikovne informacije. To odkritje prinaša nove možnosti na področju optičnih komunikacij in prenosa informacij.
V preteklosti so vrtince običajno opazovali samo v vodi in zraku, vendar je raziskovalna skupina pod vodstvom Howarda Milchberga z Univerze v Marylandu ugotovila, da se lahko podobne vrtinčne strukture oblikujejo tudi v svetlobnih žarkih, znanih kot vrtinčni obroči. V tej strukturi se svetlobni delci (ali fotoni) zvijajo in vrtijo kot delci zraka v dimnem obroču.
Milchberg je poudaril, da so z naraščajočo priljubljenostjo tehnologije za ustvarjanje vrtincev v svetlobi možnosti uporabe te strukture zelo široke. "To področje se hitro razvija in nove uporabe teh struktur v optiki se raziskujejo. Med njimi je zmogljivost prenosa informacij vidik, ki je še posebej zaskrbljujoč."
Da bi realizirali laserski vrtinčni obroč, je raziskovalna skupina uspešno dala laserskemu impulzu krofasto obliko in rotacijske značilnosti dimnega obroča z natančnim prilagajanjem jakosti in faze svetlobe.
Svetloba je elektromagnetno valovanje, katerega faza določa položaj vsakega dela valovanja med njegovim nihanjem. Ker ti laserski impulzi trajajo manj kot milijoninko sekunde, je mogoče želene oblike in lastnosti ustvariti le, če je določena vrednost faze v določenem trenutku.
Med poskusom je ekipa uporabila vrsto leč, kristalov z grebeni in "modulator prostorske svetlobe", podoben majhnemu projektorju, za zagotavljanje laserskih impulzov. Ko gredo impulzi skozi te naprave in dosežejo detektor, prevzamejo obliko niza vrtinčnih obročev, znanih kot "vrtinčni nizi prostora-časa". Največji vrtinčni obroč, ki ga je ekipa zgradila, je sestavljen iz 28 različnih vrtinčnih obročev.
Nato so raziskovalci svojo podobo logotipa kodirali v niz lastnosti vrtinčastega obroča. Kot dokaz načela so uspešno prenesli sliko 16.384 slikovnih pik s pomočjo niza 16 vrtincev. Predvidevajo pa, da bi bil v morebitnih prihodnjih poskusih niz, ki vsebuje 28 vrtinčnih obročev, učinkovitejša metoda prenosa velikih količin informacij v kratkem času.
Ustvarjanje vrtincev, podobnih krofom, s svetlobo zahteva visoko stopnjo natančnosti in pozornost do podrobnosti, pravi Alan Willner z Univerze Južne Kalifornije. Vendar pa je raziskovalna skupina zagotovila nekaj "receptom" podobnih smernic, ki bodo pomagale ustvariti več različnih vrst vrtinčnih struktur v prihodnosti.
Trenutno raziskovalne skupine po vsem svetu poskušajo oblikovati različne zanimive strukturirane luči, da bi raziskale njihovo potencialno uporabno vrednost. V prihodnosti bodo znanstveniki prinesli več novih odkritij na področju različnih strukturiranih luči.
