В традиционных системах оптических коммуникаций модулируются амплитуда, фаза, поляризация и частота передаваемого света, однако все эти технологии в ближайшем будущем достигнут предела пропускной способности. Но свет имеет также «узор» — пространственное распределение интенсивности, то как он выглядит попадая на экран. Такие карты интенсивности уникальны и тоже могут быть использованы для кодирования информации (Mode Division Multiplexing, MDM).

В настоящее время для связи применяется только один узор. Это обусловлено техническими трудностями преобразования данных в пространственные распределения и извлечения их принимающей стороной.

В работе, опубликованной 10 июня онлайн научным журналом Scientific Reports, команда из ЮАР и Туниса продемонстрировала мультиплексирование и демультиплексирование более 100 световых узоров, с использованием азимутальных и радиальных степеней свободы, что потенциально увеличивает производительность оптических коммуникаций не менее, чем на два порядка.

Ученые использовали цифровые голограммы, записанные на небольшой жидкокристаллический дисплей — пространственный модулятор. Они показали, что возможно получить голограмму, в которой закодированы свыше 100 карт распределения интенсивности в многочисленных цветах. Более того, каждая индивидуальная суб-голограмма (узор) может индивидуально настраиваться для устранения оптических искажений из-за несовпадения цветов или углов.

Следующим шагом станет демонстрация этой технологии в реальной системе коммуникаций. Ученые сообщили, что уже работают над этим с коммерческим партнёром.