Уплотнение каналов передачи информации в ТГц диапазоне на основе применения бездифракционных пучков (мод Бесселя)

В рамках выполнения темы “Разработка и исследование подхода к некриптографической защите данных в телекоммуникационных системах терагерцового диапазона, основанного на селекции поперечных лазерных мод” экспериментально показана возможность применения бездифракционных пучков (мод Бесселя с орбитальным угловым моментом (ОУМ)) для уплотнения каналов связи в терагерцовом диапазоне.
Выбор бездифракционных пучков (бесселевых мод) обусловлен тем, что бесселевы моды не меняют своей структуры при распространении в свободном пространстве,  а также тем, что бесселевы моды с орбитальным угловым моментом обладают устойчивостью к распространению в неоднородных средах.

В качестве источника терагерцового когерентного излучения был использован терагерцовый лазер на свободных электронах НОВОФЭЛ (длина волны составляла 141 мкм), для преобразования освещающего пучка в бесселевы моды с ОУМ использовались изготовленные кремниевые дифракционные оптические элементы. Селекция мод на выходе осуществлялась корреляционным фильтром, также выполненным в качестве кремниевого дифракционного оптического элемента.


Эксперимент поставлен на рабочей станции ТГц лазера НОВОФЭЛ (ИЯФ СО РАН) (длина волны – 141 мкм)


Отсутствие сигнала

Наличие сигнала
Интенсивность в выходной плоскости корреляционного фильтра

Полученные результаты демонстрируют перспективность применения исследованного подхода для увеличения информационной емкости систем связи терагерцового диапазона в свободном пространстве, а также для обеспечения некриптографической защиты информации в таких системах.

Публикация:
Two channel terahertz communication based on spatial mode multiplexing / Y.Y. Choporova, B.A. Knyazev, N.D. Osintseva, V.S. Pavelyev, K.N. Tukmakov // 2019 44th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz). – 2019. – ID: 8874090.