बीजिंग इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक फोटोनिक टीएएम मैनिपुलेटर विकसित किया है जो फोटोन कोणीय गति का प्रभावी ढंग से उपयोग करता है, जिससे डेटा ट्रांसमिशन, एन्क्रिप्शन और क्वांटम सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए नए रास्ते खुलते हैं। नई तकनीक कोणीय गति पैटर्न की कुशल पहचान और वास्तविक समय नियंत्रण को सक्षम बनाती है।
घूमती हुई वस्तुएँ कोणीय गति धारण करती हैं, एक ऐसा गुण जो फोटॉन जैसे सबसे छोटे कणों तक फैला होता है। फोटॉन में कोणीय गति के दो अलग-अलग रूप होते हैं: स्पिन कोणीय गति (एसएएम) और कक्षीय कोणीय गति (ओएएम)। स्पिन कोणीय गति दो eigenvalues के बीच नृत्य करती है, जो बाएं और दाएं गोलाकार ध्रुवीकरण का प्रतिनिधित्व करती है, जबकि कक्षीय कोणीय गति में सर्पिल चरण के अनुरूप अनंत संख्या में eigenvalues होते हैं। जब एसएएम को ओएएम के साथ जोड़ा जाता है, तो हम "कुल कोणीय गति" (टीएएम) के उद्भव को देखते हैं, जो अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ एक फोटोनिक टूलबॉक्स है, जिसमें लिडार, लेजर प्रसंस्करण, ऑप्टिकल संचार, ऑप्टिकल कंप्यूटिंग, क्वांटम जानकारी और बहुत कुछ शामिल है।
जिस तरह ओएएम ने क्षेत्र में क्रांतिकारी बदलाव लाए हैं, उसी तरह टीएएम पैटर्न की कुशल पहचान और वास्तविक समय पर नियंत्रण भी टीएएम के सफल अनुप्रयोगों की कुंजी प्रदान करता है। हालाँकि, फोटॉन टीएएम स्थिति की पहचान करने के मौजूदा तरीकों की सीमाएँ हैं, जिनमें सीमित गतिशील रेंज, कम पहचान सटीकता और तुरंत फ़िल्टर समायोजित करने में असमर्थता शामिल है। ये बाधाएँ TAM के विकास और अनुप्रयोग प्रगति को सीमित करती हैं। फोटॉन बीम से वांछित TAM पैटर्न निकालना एक अनसुलझा रहस्य बना हुआ है।
एडवांस्ड फोटोनिक्स पत्रिका के अनुसार, बीजिंग इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक फोटोनिक टीएएम मैनिपुलेटर विकसित किया है जो बाधाओं को दूर करता है और एसएएम और ओएएम के ऑन-डिमांड हेरफेर को सक्षम बनाता है। उनके दृष्टिकोण में दो समान इकाइयों का एक सममित कैस्केड शामिल है: एक टीएएम स्प्लिटर और एक टीएएम इन्वर्टर। इन इकाइयों में विशेष ऑप्टिकल तत्व होते हैं जिन्हें अनपैकर्स और करेक्टर कहा जाता है।
हम फोटोनिक टीएएम मैनिपुलेटर को एक कंडक्टर के रूप में सोच सकते हैं, जो प्रकाश के सिम्फनी ऑर्केस्ट्रा का नेतृत्व करता है। TAM स्प्लिटर आने वाली किरण को फ्रिंजों के स्थानिक रूप से व्यवस्थित संयोजन में परिवर्तित करता है, जिसमें प्रत्येक फ्रिंज TAM पैटर्न का प्रतिनिधित्व करता है। स्थानिक फ़िल्टर काम करना शुरू कर देता है, यह निर्णय लेते हुए कि कौन से TAM पैटर्न को बनाए रखने की आवश्यकता है और किसे अवरुद्ध करने की आवश्यकता है। अंत में, TAM रिवर्सर सिम्फनी को पूरा करने के लिए अलग किए गए बीम को स्थानिक डोमेन में वापस लाता है। यह रूपांतरण प्रक्रिया घटना किरण को स्थानिक डोमेन से "स्थिति-टीएएम डोमेन" पर मैप करती है, जो स्थानिक डोमेन में रूपांतरण से पहले फ़िल्टर करने की अनुमति देती है।
शोधकर्ताओं द्वारा रिपोर्ट किया गया प्रयोगात्मक प्रदर्शन 42 व्यक्तिगत टीएएम पैटर्न तक की पहचान का समर्थन करता है। शोध के नतीजे बताते हैं कि टीएएम का राज्य चयन प्रदर्शन अच्छा है और इसलिए यह उच्च गति और बड़ी क्षमता वाले डेटा ट्रांसमिशन और उच्च सुरक्षा फोटोनिक एन्क्रिप्शन सिस्टम के लिए विशेष रूप से आकर्षक है। यह उच्च-निष्ठा फोटोनिक कंप्यूटिंग और क्वांटम रडार सिग्नल प्रोसेसिंग पर नए दृष्टिकोण भी प्रदान करता है।