軌道角動量全息技術(shù)助力提高圖片信息存儲能力

上海 12 月 10 日電（劉思江記者王春）10 日凌晨，中國工程院外籍院士、上海理工大學(xué)人工智能納米光子學(xué)研究中心負(fù)責(zé)人顧敏團(tuán)隊的“軌道角動量全息技術(shù)”相關(guān)研究成果以 8 頁長文形式發(fā)表在光學(xué)期刊《自然·光子學(xué)》上，團(tuán)隊的方心遠(yuǎn)博士為第一作者。

該技術(shù)利用具有“螺旋”特性的軌道角動量光束作為光學(xué)全息過程中的信息載體，實現(xiàn)了超寬帶的光學(xué)全息信息傳遞過程，并把“螺旋光”配成多把“鑰匙”，為信息傳遞設(shè)置了只有接收人才可打開的專屬信息安全“門”。據(jù)了解，這是“螺旋光”首次在全息場景的成功理論探索，為大數(shù)據(jù)信息時代提供了大容量的全息術(shù)。

隨著信息時代的快速發(fā)展，我們產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息越來越多，同時又希望能夠用有限的內(nèi)存記錄下更多的信息。傳統(tǒng)全息顯示技術(shù)中，要實現(xiàn)更復(fù)雜的顯示效果，只能增加信號源、提升信息通道的數(shù)目，但往往會出現(xiàn)“帶寬不夠用”“分辨率不高”等情況。

通過對軌道角動量光束空間頻譜面的分析，方心遠(yuǎn)發(fā)現(xiàn)，“螺旋程度”不同的軌道角動量光對應(yīng)同一信號源不同的信息通道，進(jìn)而拓展了傳統(tǒng)全息技術(shù)的取樣定理，使軌道角動量光束成為全息過程的大容量信息載體，“相同內(nèi)存下圖片信息存儲能力可提高 100 倍”。

事實上，軌道角動量光的不同“螺旋程度”、不同角度、不同光色、波長等可以組合出無限種“姿態(tài)”，也就意味著，通過該技術(shù)，信息通路可以無限增加，相同內(nèi)存下信息存儲能力也不僅僅限于目前研究的 100 倍。同時，不同“姿態(tài)”的螺旋光對應(yīng)著不同信息通路的門鎖，只有知道入射光束的螺旋姿態(tài)，才能夠成功解碼出鎖中的全息信息，保護(hù)了信息傳遞的安全性。