超表面艾里光束發射器助力實現水下4K視頻高速穩定傳輸

2024年4月5日，《自然》期刊發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射器，展現了在水下等復雜信道環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，實現多顏色光波輸出和自動聚焦功能，發射無衍射、高方向性和穩定性的光束的設備。

研究成果

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

然而，傳統基于藍色高斯光束的系統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射器，為構建可靠、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）內表現出卓越的偏振轉換效率，不僅顯著提升了數據傳輸率（提升幅度高達91%），還在基于波分復用（WDM）的UWOC數據鏈路中實現了可靠的4K視頻傳輸。

這一創新技術在應對挑戰性UWOC鏈路中的成功應用，為6G通信中水下互連場景的發展奠定了堅實基礎。