Жизнь современного человека сложно представить без определенных технологических атрибутов, создание которых в свое время радикально изменило мир: двигатель внутреннего сгорания, мобильная связь, интернет и т.д. Если прошлые века можно было именовать временем безумных открытий и невообразимых изобретений, то в наши дни куда чаще можно встретить что-то, что нацелено на совершенствование уже имеющейся технологии. Беспроводная передача данных не являются исключением.

Как известно, Wi-Fi, хоть и обладает вполне внушительными характеристиками, все же отстает от передачи данных по оптоволокну. На то есть масса причин, однако это не значит, что беспроводные методы связи в принципе не могут превзойти своих проводных предшественников.

Ученые из университета Дьюка (США) совершила весьма значимое открытие в области оптики свободного пространства, которое может в последствии избавить нас от необходимости использовать оптоволокно. В чем заключается открытие, какими важными характеристиками и функциями оно обладает, и каков потенциал устройства в аспекте передачи данных? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Основа исследования

Оптика свободного пространства (или FSO от free-space optics), как нам подсказывают сами слова в этом термине, обозначает оптическую связь, осуществляемую с помощью электромагнитных волн оптического диапазона, передаваемых через атмосферу.

Схема фотофона Белла.

Зачатки данной технологии появились еще в 1880 году, когда Александр Белл запатентовал фотофон. Основой данного устройства был селен (Se), а точнее его способность менять проводимость при воздействии на него солнечных лучей, отраженных от зеркала, вибрирующего под влиянием звука.

Другими словами, звук, направленный на зеркало, вызывает вибрации; свет, падающий на вибрирующее зеркало, отражается от него в сторону приемника (кристаллические селеновые ячейки); приемник меняет электропроводимость (она выше, когда света меньше, и ниже, если света больше).

Данные колебания приводят к образованию в селеновой ячейке разного сопротивления, которое можно применить для воспроизведения звука, принятого приемником.

Это яркий пример модуляции светового луча, т.е. его манипулированием. Зеркало, использованное в фотофоне, с определенной периодичностью меняло свою геометрию с вогнутой на выпуклую. За счет этого свет то фокусировался, то рассеивался.

Однако, несмотря на уникальность данного изобретения по меркам того времени, оно было несовершенно. Погодные условия, влияющие на интенсивность солнечных лучей, и другие атмосферные факторы нарушали работу фотофона. Другими словами, изобретение было гениальным, но не особо практичным. Тем не менее именно фотофон считают одним из фундаментальных блоков развития современной оптоволоконной связи.