轨道角动量全息技术助力提高图片信息存储能力

上海 12 月 10 日电 （刘思江 记者王春）10 日凌晨，中国工程院外籍院士、上海理工大学人工智能纳米光子学研究中心负责人顾敏团队的“轨道角动量全息技术”相关研究成果以 8 页长文形式发表在光学期刊《自然·光子学》上，团队的方心远博士为第一作者。

该技术利用具有“螺旋”特性的轨道角动量光束作为光学全息过程中的信息载体，实现了超宽带的光学全息信息传递过程，并把“螺旋光”配成多把“钥匙”，为信息传递设置了只有接收人才可打开的专属信息安全“门”。据了解，这是“螺旋光”首次在全息场景的成功理论探索，为大数据信息时代提供了大容量的全息术。

随着信息时代的快速发展，我们产生的数据信息越来越多，同时又希望能够用有限的内存记录下更多的信息。传统全息显示技术中，要实现更复杂的显示效果，只能增加信号源、提升信息通道的数目，但往往会出现“带宽不够用”“分辨率不高”等情况。

通过对轨道角动量光束空间频谱面的分析，方心远发现，“螺旋程度”不同的轨道角动量光对应同一信号源不同的信息通道，进而拓展了传统全息技术的取样定理，使轨道角动量光束成为全息过程的大容量信息载体，“相同内存下图片信息存储能力可提高 100 倍”。

事实上，轨道角动量光的不同“螺旋程度”、不同角度、不同光色、波长等可以组合出无限种“姿态”，也就意味着，通过该技术，信息通路可以无限增加，相同内存下信息存储能力也不仅仅限于目前研究的 100 倍。同时，不同“姿态”的螺旋光对应着不同信息通路的门锁，只有知道入射光束的螺旋姿态，才能够成功解码出锁中的全息信息，保护了信息传递的安全性。