Jauni pētījumi liecina, ka īpaši ātri lāzera impulsi var radīt dūmu gredzeniem līdzīgas virpuļojošas struktūras, kas, savstarpēji savienotas, var pārvadāt un pārraidīt vienkāršu attēla informāciju. Šis atklājums sniedz jaunas iespējas optisko sakaru un informācijas pārraides jomā.
Agrāk virpuļi parasti tika novēroti tikai ūdenī un gaisā, bet pētnieku grupa Hovarda Milčberga vadībā Merilendas Universitātē atklāja, ka līdzīgas virpuļu struktūras var veidoties arī gaismas staros, kas pazīstami kā virpuļgredzeni. Šajā struktūrā gaismas daļiņas (vai fotoni) griežas un griežas kā gaisa daļiņas dūmu gredzenā.
Milčbergs norādīja, ka, pieaugot tehnoloģiju popularitātei virpuļu radīšanai gaismā, šīs struktūras pielietojuma perspektīvas ir ļoti plašas. "Šī joma strauji attīstās, un tiek pētīti jauni šo struktūru pielietojumi optikā. Tostarp informācijas pārnešanas spēja rada īpašas bažas."
Lai realizētu lāzera virpuļgredzenu, pētnieku grupa veiksmīgi piešķīra lāzera impulsam virtulim līdzīgu formu un dūmu gredzena rotācijas īpašības, precīzi pielāgojot gaismas intensitāti un fāzi.
Gaisma ir elektromagnētisks vilnis, kura fāze nosaka katras viļņa daļas pozīciju tās svārstību laikā. Tā kā šie lāzera impulsi ilgst mazāk nekā sekundes miljondaļu, vajadzīgās formas un iezīmes var izveidot tikai tad, ja noteiktā laika brīdī tiek dota noteikta fāzes vērtība.
Eksperimenta laikā komanda izmantoja virkni lēcu, izciļņu kristālus un "telpiskās gaismas modulatoru", kas līdzīgs nelielam projektoram, lai piegādātu lāzera impulsus. Kad impulsi iziet cauri šīm ierīcēm un sasniedz detektoru, tie iegūst virpuļgredzenu virknes formu, kas pazīstama kā "telpas laika virpuļu virknes". Lielākais virpuļa gredzens, ko komanda ir izveidojusi, sastāv no 28 dažādiem virpuļgredzeniem.
Pēc tam pētnieki iekodēja savu logotipa attēlu virpuļgredzena īpašību virknē. Kā principa pierādījumu viņi veiksmīgi pārraidīja 16 384 pikseļu attēlu, izmantojot 16 virpuļu virkni. Tomēr viņi paredz, ka iespējamos turpmākajos eksperimentos virkne, kas satur 28 virpuļgredzenus, būtu efektīvāka metode liela informācijas apjoma pārsūtīšanai īsā laikā.
Lai izveidotu virtuļiem līdzīgus virpuļus ar gaismu, ir nepieciešama augsta precizitātes pakāpe un uzmanība detaļām, saka Alans Vilners no Dienvidkalifornijas universitātes. Tomēr pētnieku grupa ir sniegusi dažas "receptei" līdzīgas vadlīnijas, kas nākotnē palīdzēs radīt vairāk dažādu veidu virpuļu struktūras.
Pašlaik pētniecības grupas visā pasaulē cenšas izstrādāt dažādas interesantas strukturētas gaismas, lai izpētītu to iespējamo pielietojuma vērtību. Nākotnē zinātnieki sniegs vairāk jaunu sasniegumu dažādās strukturētās gaismās.
