苏黎世联邦理工学院在使用等离子体调制器方面取得了突破，速度高达 424Gbit/s，为空间通信和全球互联网接入提供了新的可能性，潜在速度高达 1.4Tbit/s。
苏黎世联邦理工学院在使用等离子体调制器方面取得了突破，速度高达 424Gbit/s，为空间通信和全球互联网接入提供了新的可能性，潜在速度高达 1.4Tbit/s。
高速自由空间数据传输可以改善太空任务的连接性。
苏黎世联邦理工学院的研究人员利用等离子体调制器实现了破纪录的数据传输速度，有望在太空通信和潜在的全球高速互联网接入方面取得进展。该技术的速度可能达到 1.4 Tbit/s，可能会改变世界的连接方式。
科学家们使用等离子体调制器在 53 公里（33 英里）的湍流自由空间光链路上实现了高达 424Gbit/s 的数据速率，等离子体调制器使用称为表面等离子体激元的特殊光波来控制和修改光信号。这项新研究为通过露天或太空传输数据的高速光通信链路奠定了基础。
通过更快的数据传输增强太空任务
自由空间光通信网络可以提供高速、大容量的数据传输，并且比传统射频通信系统具有更低的延迟和更少的干扰，从而有利于太空探索。这可以提高数据传输效率、改善连接性并增强太空任务的能力。
苏黎世联邦理工学院 Leuthold 小组的 Laurenz Kulmer 在《光学 + 激光科学前沿》(FiO LS) 上发表了这项研究。
“高速自由空间传输是连接世界的一种选择，或者如果水下电缆断裂，它也可以作为备份，”库尔默说。 “尽管如此，这也是迈向可连接世界各地的新型廉价高速互联网的一步。通过这种方式，它可以为数百万目前未连接的人提供稳定、高速的互联网。”
FSO 户外实验的实验装置。可调谐激光源 (TLS)、驱动放大器 (DA)、任意波形发生器 (AWG)、发射器数字信号处理 (Tx-DSP)、掺铒光纤放大器 (EDFA)、带通滤波器 (BPF)、光谱分析仪 (OSA) ）、偏分复用仿真器（PDM）、高功率光放大器（HPOA）、实时控制器（RTC）、可变形镜（DFM）、波前传感器（WFS）、光功率计（OPM）、本振（LO）、平衡光电探测器（BPD）、数字存储示波器（DSO）、接收器数字信号处理（Rx-DSP）。图片来源：Laurenz Kulmer，苏黎世联邦理工学院
等离激元调制器的优势和未来前景
等离激元调制器非常适合空间通信链路，因为它们结构紧凑，同时还能在宽温度范围内高速运行且能耗低。
在自由空间光学户外实验中，研究人员在低于 25% SD FEC 阈值的情况下实现了高达 424 Gbit/s 的信息速率，在该阈值下，系统尽管存在干扰或噪声，仍然可以修复传输数据中的错误。在标准光纤系统中使用等离子体 IQ 调制器的实验实现了高达 774 Gbit/s/pol 的更高吞吐量，同时保持低于 25% SD FEC 阈值。
基于这些结果，研究人员表示，将等离子体调制器与相干自由空间光通信相结合有助于提高整体吞吐量，速度可能达到 1.4 Tbit/s。研究结果还表明，以最高速度运行自由空间光链路比使用高阶调制格式和低速更有利。研究人员表示，随着器件设计和光子集成的进一步改进，每个偏振通道达到 1 Tbit/s 以上的偏振复用数据速率应该是可行的。
“下一步我们将测试我们设备的长期可靠性，”库尔默说。 “高速性能已经得到展示，但我们必须确保它们能够在最恶劣的环境（太空）中运行数年。”
会议：光学+激光科学前沿会议