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“时间隐形”可能带来更安全的光通信

通过普渡大学|2013年6月6日

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研究人员展示了一种光通信的“时间隐形”方法,这是一种潜在的工具,可以阻止潜在的窃听者,并提高电信安全。

普渡大学的研究生Joseph Lukens说:“在这种方法得到实际应用之前,还有更多的工作要做,但它使用的技术可以顺利地整合到现有的电信基础设施中。安德鲁·维纳Scifres家族电子与计算机工程特聘教授。

这张图描述了光通信的“时间斗篷”的基本操作,它代表了一种潜在的工具,可以阻止潜在的窃听者并提高电信的安全性。当数据“打开”时,信号被修改为零强度,掩盖了信息。然后斗篷将脉冲转换回平坦信号,掩盖了任何数据被传输的事实。(普渡大学约瑟夫·卢肯斯)

其他研究人员在2012年发明了时间隐形技术,但它只覆盖了光通信中可用的数据发送时间的很小一部分——大约万分之一。现在,普渡大学的研究人员将这一比例提高到了46%左右,这一概念有可能用于商业应用。

虽然之前的时间隐形研究需要使用复杂的、超快脉冲的“飞秒”激光器,但普渡大学的研究人员使用的是商业光通信中常见的现成设备。

《自然》杂志下午1点在线提前发表的一篇研究论文详细介绍了这些发现。这篇论文的作者是Lukens、高级研究科学家Daniel E. Leaird和Weiner。

这项技术通过操纵光脉冲的相位或时间来工作。光的传播可以比作海洋中的波浪。如果一个上升的波和另一个下降的波相互作用,它们相互抵消,光的强度为零。相位决定了这些波之间的干涉程度。

“通过让它们相互干扰,你可以让它们加起来是1或0,”卢肯斯说。“零是一个空洞,里面什么都没有。”

信号为零的区域内的任何数据都将被掩盖。

控制相位允许传输1和0的信号,通过光纤传输数据。一个关键的硬件是一个称为相位调制器的组件,它通常用于光通信中修改信号。

在时间隐形技术中,首先使用两个相位调制器来制造空穴,然后再使用两个相位调制器来掩盖它们,使信号看起来好像没有受到任何影响。

“这是一个潜在的更高级别的安全,因为它甚至看起来不像你们在交流,”卢肯斯说。“窃听者不会意识到信号是隐藏的,因为看起来好像没有信号在发送。”

这种技术还可以应用于军事、国土安全或执法部门。

他说:“它可能被用来阻止人们之间的沟通,在人们不知情的情况下破坏他们的沟通联系。”“你可以打开和关闭它,所以如果他们怀疑有什么奇怪的事情发生,你可以让它恢复正常通信。”

他说,这项技术还可以改进,以增加其操作带宽,使隐身率超过46%。

这项技术让人想起最近在隐身技术上取得的进展,使用新的“超材料”,即包含特征、图案或元素的组件,如微型天线或交替的氧化物层,这些组件可以实现前所未有的光控制,从而使隐形斗篷成为可能。然而,时间隐形并不需要超材料,只需要商业上可用的相位调制器和光纤。这种效果被称为时间隐形,因为它可以隐藏随时间传输的数据,而“空间”隐形则可以隐藏物理物体。

该项目得到了国家科学基金会和美国海军研究生院在国家安全科学和工程学院奖学金项目下的部分支持。美国国防部还通过国防科学与工程研究生奖学金提供了财政支持。


了下:航空+国防


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