最近，美國、以色列、丹麥的研究人員開發了一種可以用于遠距離傳播“扭曲”光線的新型光纖。他們的渦性光纖以及相關的編、解碼技術使得數據以軌道角動量態進行傳播。原則上，該系統可用于提高信息在光纖中的傳播速度，最終提高網絡數據通信能力。

隨著越來越多的信息借由網絡為途徑得以傳播，研究人員正尋找一種通過光纖加快數據傳播速度的新方式，這種光纖擁有數字通信能力。盡管現有許多待展開的方案，它們都存在著瑕疵，例如它們需要密集的信號處理或者是復雜的多核纖維。

最近，科學家們表示信息可以以光的軌道角動量的形式進行編碼。光在這種形式下的波陣面繞著傳播軸旋轉，造成一種漩渦和螺旋。相比之下普通激光束的波陣面沿著固定方向傳播。

連接問題

原則上來說，軌道角動量可經由傳統的多路技術進行組合，以加速數據在光纖中的傳播速度。然而，一個重要問題在于纖維中一絲一毫的彎曲、扭轉以及溫度的變化就會導致其傳播模式的轉變。這種多模式連接會造成信息的快速流失，以傳統光纖傳播這種編碼的數據其揚程不會超過1米。

森德哈斯 拉馬錢德蘭和他在波士頓大學的同事，南加州大學(USC)的艾倫 韋爾納團隊，特拉維夫大學的研究人員和丹麥纖維制造商OFS-Fitel共同創造出了解決這一問題的新系統。

據拉馬錢德蘭——纖維開發領域的領軍人物所說，新系統經特意設計使得在軌道角動量模式下的相速度變得各不相同。這使得信號通過光纖傳播時不同模式之間耦合的概率大大降低。

渦型纖維的交面

圓和環

他們創造的這種新型纖維中間有一個直徑大小為8微米，由內部小圓和同軸圓環組成的區域。(見圖“渦型纖維的交面”)這兩個區域的折射率比其他部分纖維的折射要大得多。這種纖維是專為用于4種各異的模式而設計的——在內循環中傳播的2種絕對軌道角動量模式以及在外環路中傳播的2種軌道角動量模式。這樣的設計也能將這兩類模式之間的耦合降到最低。不僅如此，它還能降低其與纖維中可能存在的寄生振蕩模式之間的耦合。

OFS-Fitel制造了長約1.1千米的光纖。“我們打算借由這次展示來證明實際制作出來的光纖是可以運作的，我們每一步制作工序和商業光纖的制造工序是一致的。“拉馬錢德蘭解釋道。

南加州大學的韋爾納是軌道角動量模式脈沖的編、解碼領域的佼佼者。

軌道角動量模式多路分割技術(OAM-MDM)被編譯后，系統將數據進行編碼，并放入4個不同的通道。它們是根據光的軌道角動量模式(0或1)和圓偏振(-1或1)來定義的。借由這4個模式，該團隊便實現了將數據以400吉比特每秒的速度沿光纖傳播1.1千米的技術。

8倍于藍光的傳播速度

該系統同樣可以以10種不同的光波波長重現軌道角動量模式中的任何一個——這被稱之為波長分離多重技術(WDM)。這將速度提升到了1.6太比特每秒——相當于8倍的藍光光碟每秒的傳送速度。盡管這一數據速度還是毫無新意地由商業波長分離多重技術系統來實現的，但這次基于軌道角動量模式的傳播距離首超1米。

拉馬錢德蘭相信通過降低系統的損耗，傳播距離會更遠。”把纖維制品投入實際生產線將給我們帶來希望，假設軌道角動量模式支持的纖維得到青睞時，我們的方案早已解決了工藝上的難題“他補充道。