Nauji tyrimai rodo, kad itin greiti lazerio impulsai gali sukurti dūmų žiedą primenančias sūkuriuojančias struktūras, kurios, sujungtos viena su kita, gali nešti ir perduoti paprastą vaizdo informaciją. Šis atradimas suteikia naujų galimybių optinių ryšių ir informacijos perdavimo sričiai.
Anksčiau sūkuriai dažniausiai buvo stebimi tik vandenyje ir ore, tačiau Merilendo universiteto Howardo Milchbergo vadovaujama tyrimų grupė nustatė, kad panašios sūkurinės struktūros gali susidaryti ir šviesos pluoštuose, vadinamuose sūkuriais. Šioje struktūroje šviesos dalelės (arba fotonai) sukasi ir sukasi kaip oro dalelės dūmų žiede.
Milchbergas atkreipė dėmesį, kad populiarėjant sūkurių kūrimo šviesoje technologijai, šios struktūros pritaikymo perspektyvos yra labai plačios. "Ši sritis sparčiai vystosi, todėl tiriami nauji šių struktūrų panaudojimo būdai optikoje. Tarp jų ypač didelį susirūpinimą kelia informacijos perdavimo pajėgumas."
Siekdama realizuoti lazerio sūkurio žiedą, tyrėjų komanda sėkmingai suteikė lazerio impulsui į spurgą panašią formą ir dūmų žiedo sukimosi charakteristikas, tiksliai reguliuodama šviesos intensyvumą ir fazę.
Šviesa yra elektromagnetinė banga, kurios fazė nustato kiekvienos bangos dalies padėtį jos virpesių metu. Kadangi šie lazerio impulsai trunka mažiau nei milijonąją sekundės dalį, norimos formos ir savybės gali būti sukurtos tik tuo atveju, jei tam tikru momentu suteikiama konkreti fazės reikšmė.
Eksperimento metu komanda naudojo daugybę lęšių, briaunuotų kristalų ir „erdvinės šviesos moduliatorių“, panašų į mažą projektorių, kad gautų lazerio impulsus. Kai impulsai praeina per šiuos įrenginius ir pasiekia detektorių, jie įgauna sūkurių žiedų, vadinamų „erdvės laiko sūkurių stygomis“, formą. Didžiausias komandos sukurtas sūkurinis žiedas susideda iš 28 skirtingų sūkurių žiedų.
Tada mokslininkai užkodavo savo logotipo vaizdą į sūkurio žiedo savybių eilutę. Kaip principo įrodymą, jie sėkmingai perdavė 16 384 pikselių vaizdą, naudodami 16 sūkurių eilutę. Tačiau jie numato, kad galimų būsimų eksperimentų metu styga, kurioje yra 28 sūkurių žiedai, būtų efektyvesnis būdas per trumpą laiką perduoti didelius informacijos kiekius.
Norint sukurti spurgas primenančius sūkurius su šviesa, reikia didelio tikslumo ir dėmesio detalėms, sako Alanas Willneris iš Pietų Kalifornijos universiteto. Tačiau tyrimų grupė pateikė keletą į „receptą“ panašių gairių, kurios ateityje padės sukurti daugiau skirtingų sūkurių struktūrų.
Šiuo metu mokslinių tyrimų grupės visame pasaulyje bando sukurti įvairius įdomius struktūrinius šviestuvus, kad ištirtų jų galimą taikymo vertę. Ateityje mokslininkai pateiks daugiau naujų proveržių skirtingų struktūrinių šviesų srityje.
