Традиционный подход к декодированию информации, переносимой сверхбыстрыми оптическими сигналами, которые распространяются в оптических волокнах, использует быстрые детекторы, которые преобразуют временные изменения интенсивности светового луча в электрический РЧ-сигнал. Этот метод лежит в основе сверхбыстрой оптической связи, позволяя передавать информацию со скоростью, превышающей несколько миллиардов бит в секунду.
Команда под руководством профессора Гери Дженти из лаборатории оптики Технологического университета Тампере в сотрудничестве с профессором Ари Т. Фриберг из Университета Восточной Финляндии теперь демонстрирует, как сверхбыстрые импульсы, которые несут информацию за длительность короче 1 миллиардной секунды, могут быть обнаружены, фактически не «видя» эти импульсы напрямую. Результаты получены в рамках проекта «Визуализация временной корреляции», финансируемого Академией Финляндии.
«Призрачная визуализация — это совершенно новый метод физической визуализации, который позволяет нам отображать цель, коррелируя два луча света, ни один из которых не содержит информации об изображении.
Один луч видит объект и измеряет общую мощность, в то время как другой не контактирует с объектом, хотя его пространственное распределение измеряется. Когда эти измеренные интенсивности коррелируют, изображение цели волшебным образом появляется, «подобно привидению», — объясняет Фриберг.
В своих экспериментах команда перенесла концепцию фантомного изображения во временную область, чтобы создать « изображение » сверхбыстрого сигнала в виде коротких оптических импульсов, коррелируя во времени интенсивность двух световых лучей, ни один из которых независимо не несет информацию. о сигнале. Ключевым элементом было использование лазерного источника со случайными флуктуациями интенсивности во временном масштабе пикосекунды, что, как правило, очень вредно для стандартной передачи информации.
Сопоставляя эти колебания с общей мощностью модулированного сигнала, можно было восстановить точную копию сверхбыстрого сигнала.
«Еще более увлекательным, — говорит профессор Дженти, — является тот факт, что этот метод полностью нечувствителен к искажениям, которые могут возникать в сигнале, например, из-за дисперсии, нелинейности или затухания."Чтобы продемонстрировать это неотъемлемое свойство, связанное с призрачным изображением, исследователи скремблировали информацию, переносимую оптическими импульсами, с помощью многомодового волокна, большая дисперсия которого разбрасывает отдельные импульсы во времени до такой степени, что они начинают перекрываться и, таким образом, предотвращают передачу информации. точно извлекаются обычным быстрым детектором. Когда использовался метод визуализации фантомных изображений, команда показала, что можно получить идеальную копию исходного сигнала и восстановить информацию.
Этот метод масштабируется, его можно интегрировать в кристалл, и он предлагает большие перспективы для динамического построения изображений сверхбыстрых сигналов с приложениями в области связи, дистанционного зондирования и сверхбыстрой спектроскопии.