超表面艾里光束发射器助力实现水下4K视频高速稳定传输

2024年4月5日，《自然》期刊发表了科研团队的新研究成果：基于超表面的全彩圆形自动聚焦艾里光束发射器，展现了在水下等复杂信道环境中的卓越光无线通信潜力。

科普

基于超表面的全彩圆形自动聚焦艾里光束发射器：一种采用特殊材料精确控制光波相位、振幅和偏振等特性，实现多颜色光波输出和自动聚焦功能，发射无衍射、高方向性和稳定性的光束的设备。

研究成果

作为6G无线网络的重要组成部分，水下物联网对水下无线光通信（UWOC）提出了高稳定性、低时延、大容量的严格要求。

然而，传统基于蓝色高斯光束的系统在应对水下随机扰动链路时遇到重重困难。

在这项研究中，引入了一种全彩圆形自动聚焦艾里光束超表面发射器，为构建可靠、大容量、长距离的UWOC链路提供了有效手段。该超表面设计在宽波段（440-640 nm）内表现出卓越的偏振转换效率，不仅显著提升了数据传输率（提升幅度高达91%），还在基于波分复用（WDM）的UWOC数据链路中实现了可靠的4K视频传输。

这一创新技术在应对挑战性UWOC链路中的成功应用，为6G通信中水下互连场景的发展奠定了坚实基础。