Introduzione

L’invenzione presenta un sistema innovativo di comunicazione ottica basato sulla multiplazione a divisione spaziale per aumentare la capacità di trasmissione dell’attuale rete di comunicazione in spazio libero e fibra ottica, mediante la codifica di canali con stessa frequenza su una nuova varietà di fasci ottici caratterizzati da una struttura di fase multipolare.

Caratteristiche Tecniche

Sistema di comunicazione ottica basato sulla multiplazione a divisione spaziale: include i dispositivi per generare fasci ottici (multiplatore), a livello del trasmettitore, e per separarli a livello del ricevitore (demultiplatore). Il demultiplatore ottico è configurato per ricevere all’ingresso una sovrapposizione di fasci ottici che trasportano fasi multipolari con differenti strutture di fase e orientazioni, e generare da essi in uscita una costellazione di picchi di intensità distinti, mentre il multiplatore ottico è configurato per ricevere all’ingresso fasci standard distinti e generare da essi una sovrapposizione di fasci collimati in uscita che trasportano fasi multipolari con differenti strutture di fase e orientazioni. L’elemento innovativo è rappresentato dall’implementazione di fasci recanti una fase multipolare e dal relativo sistema di trasformazioni ottiche conformi per generare e rivelare tali famiglie di fasci. E’ stata effettuata una dimostrazione di funzionamento con componentistica commerciale e la realizzazione di metalenti. TRL 3

Possibili Applicazioni

• Telecomunicazioni e trasmissione in spazio libero;
• Microscopia elettronica e misura delle aberrazioni ottiche;
• Comunicazione su brevi distanze lungo fibre multimodali e comunicazioni quantistiche e distribuzione quantistica di chiave (QKD) ad alta dimensionalità;

Vantaggi

• Sistema di comunicazione ottica con fasci privi di singolarità di fase o punti critici;
• Metodo molto più versatile, efficiente e scalabile per la codifica e trasmissione dei canali e la loro ricezione rispetto ad altre tecniche di multiplazione a divisione spaziale;
• Il multiplatore e il demultiplatore richiedono architetture ottiche con meno elementi ottici rispetto ad altre famiglie di fasci, ad es. modi OAM;
• I fasci multipolari offrono più gradi di libertà e quindi possono garantire un maggior numero di canali di trasmissione utilizzabili.