Dispositivo per la demultiplazione/multiplazione a divisione di fase multipolare e relativo sistema di telecomunicazioni a divisione spaziale

L’invenzione presenta un sistema innovativo per aumentare la capacità di trasmissione dell’attuale rete di comunicazione in spazio libero e fibra ottica, mediante la codifica di canali con stessa frequenza su una nuova varietà di fasci ottici caratterizzati da una struttura di fase multipolare. L’invenzione include i dispositivi per generare questi fasci (multiplatore), a livello del trasmettitore, e per separarli a livello del ricevitore (demultiplatore), dopo che è avvenuta la loro propagazione in spazio libero oppure lungo una fibra ottica multimodo. L’elemento chiave per la generazione e misura di questi fasci è rappresentato da una coppia di elementi ottici che implementano una trasformazione ottica conforme, denominata ‘trasformazione settore circolare’, rispetto alla quale i fasci considerati, caratterizzati da una struttura di fase multipolare, risultano essere trasformati in onde piane, separabili con metodi standard di trasformata di Fourier, ad esempio mediante una comune lente. Il metodo descritto può essere applicato in diversi regimi ottici (luce visibile o infrarosso telecom) e nella banda delle microonde. Inoltre, il sistema di comunicazione presentato si presta sia per la trasmissione in spazio libero che lungo fibra ottica multimodo commerciale di tipo graded-index. I due dispositivi essenziali che costituiscono l’invenzione, ovvero il multiplatore e il demultiplatore, svolgono un’operazione simmetrica, in particolare: - Il multiplatore, localizzato a livello del trasmettitore, riceve in input i fasci prodotti da sorgenti standard distinte, alla medesima frequenza, ad esempio dei comuni laser, e genera in output una sovrapposizione di fasci recanti fasi multipolari distinte in entità e orientazione, che possono essere focalizzate sulla testa di una fibra oppure opportunamente collimate per la propagazione in spazio libero. - Il demultiplatore riceve a livello del ricevitore la suddetta sovrapposizione di fasci con diversa fase multipolare e li separa in una costellazione in output di fasci distinti con diversa posizione rispetto all’asse ottico, a seconda della loro fase multipolare originaria. Le operazioni sopra descritte, realizzate da una trasformazione ottica conforme di tipo settore circolare, vengono implementate in modo compatto ed efficiente mediante elementi ottici diffrattivi o metasuperfici, realizzati mediante processi litografici noti e compatibili con la produzione di massa.