中国科学报：科学家首次实现六维光信息复用技术

2021-10-19494编辑：董真摄影：

来自暨南大学、上海理工大学等机构的联合团队以光为载体实现了大容量信息复用技术，有望为下一代高密度光存储技术提供新思路。10月14日，最新研究成果在线发表于《自然—光子学》。

国际数据中心的报告显示，到2025年，人类社会数据总量将达到175ZB。作为信息的重要载体之一，光的波长、偏振、振幅等物理维度能够建立正交的数据通道，利用光的物理维度复用可提高光信息技术的容量和安全性。

随着光信息技术的发展，数据的编码几乎耗尽了现有的相关物理维度，光信息复用的容量正迅速接近极限。自20世纪初科学家认识到光子携带轨道角动量（OAM）可作为光子复用的新维度以来，利用相位涡旋光场开发光子OAM的复用技术方兴未艾。

然而，微纳尺度下光子OAM的操控和复用与宏观尺度对应的自由空间及光纤截然不同，发现深亚波长尺度下OAM光场与物质相互作用的新机制和复用新技术，成为发展下一代光子器件亟待解决的关键科学难题。

研究人员首次揭示颗粒产生依赖于拓扑荷的吸收差异从而形成螺旋二色性的新物理现象。他们结合研究团队学科交叉优势，率先实现了世界首例六维光信息复用技术。研究结果表明，作为一个理论上具有无限自由度的物理维度，OAM复用在纳米尺度光信息编码和调控等领域具有重要作用。

该研究为开发光的OAM维度以控制光与物质的相互作用开辟了新途径，其机制也可应用至其他相关光学系统。