热点文献带您关注通信领域的最新进展——图书馆前沿文献专题推荐服务（90）
2024-06-26
本期我们为您选取了4篇文献，介绍通信领域的最新进展，包括：具有信息伪装能力的多信道高安全无线通信系统，超快全光二次谐波波前整形，基于超表面的全彩自动聚焦Airy光束发射器用于稳定高速水下无线光通信，一种用于无干扰无线通信的滤波可重构智能表面。
Multichannel highly secure wireless communication system with information camouflage capability
Wang, Hailin, etc.
SCIENCE ADVANCES, 2024, 10(21)
Information metasurface has shown great potential in wireless communications owing to its ability to flexibly control electromagnetic waves. However, it is still a big challenge to achieve high-security and large–channel capacity wireless communications by a simple system. Here, we propose a space-polarization-division multiplexing secure wireless communication system with information camouflage capability based on the information metasurface, which can realize multichannel encrypted wireless communications with different polarization coding strategies independently and simultaneously. A polarization mask key is introduced to encrypt the target message, and the cipher message is further concealed behind a cover image with steganography and sent to the user by using the polarization modulation strategy. Different polarization mask keys can be adopted in each individual communication by changing the polarization coding strategy to enhance the system security. The proposed scheme integrates computational algorithm encryption and physical layer security together and thus has the advantages of high security, large channel capacity, and strong camouflage ability.
阅读原文：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk7557
Secure wireless communication scheme
Ultrafast all-optical second harmonic wavefront shaping
Sinelnik, Artem, etc.
NATURE COMMUNICATIONS, 2024, 15(1)
Optical communication can be revolutionized by encoding data into the orbital angular momentum of light beams. However, state-of-the-art approaches for dynamic control of complex optical wavefronts are mainly based on liquid crystal spatial light modulators or miniaturized mirrors, which suffer from intrinsically slow (µs-ms) response times. Here, we experimentally realize a hybrid meta-optical system that enables complex control of the wavefront of light with pulse-duration limited dynamics. Specifically, by combining ultrafast polarization switching in a WSe2 monolayer with a dielectric metasurface, we demonstrate second harmonic beam deflection and structuring of orbital angular momentum on the femtosecond timescale. Our results pave the way to robust encoding of information for free space optical links, while reaching response times compatible with real-world telecom applications.
阅读原文：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46642-9
Schematic representation of the operating principle of the cascaded TMD-metasurface structure for ultrafast wavefront shaping
A metasurface-based full-color circular auto-focusing Airy beam transmitter for stable high-speed underwater wireless optical communications
Hu, Junhui, etc.
NATURE COMMUNICATIONS, 2024, 15(1)
Due to its unique intensity distribution, self-acceleration, and beam self-healing properties, Airy beam holds great potential for optical wireless communications in challenging channels, such as underwater environments. As a vital part of 6G wireless network, the Internet of Underwater Things requires high-stability, low-latency, and high-capacity underwater wireless optical communication (UWOC). Currently, the primary challenge of UWOC lies in the prevalent time-varying and complex channel characteristics. Conventional blue Gaussian beam-based systems face difficulties in underwater randomly perturbed links. In this work, we report a full-color circular auto-focusing Airy beams metasurface transmitter for reliable, large-capacity and long-distance UWOC links. The metasurface is designed to exhibits high polarization conversion efficiency over a wide band (440-640 nm), enabling an increased data transmission rate of 91% and reliable 4 K video transmission in wavelength division multiplexing (WDM) based UWOC data link. The successful application of this metasurface in challenging UWOC links establishes a foundation for underwater interconnection scenarios in 6G communication.
阅读原文：https://www.nature.com/articles/s41467-024-47105-x
Schematics of conventional Gaussian beam based UWOC system and our adaptive link with multi-wavelength Airy sources transformed by an ultra-broadband metasurface platform
A filtering reconfigurable intelligent surface for interference-free wireless communications
Liang, Jingcheng, etc.
NATURE COMMUNICATIONS, 2024, 15(1)
The powerful capability of reconfigurable intelligent surfaces (RISs) in tailoring electromagnetic waves and fields has put them under the spotlight in wireless communications. However, the current designs are criticized due to their poor frequency selectivity, which hinders their applications in real-world scenarios where the spectrum is becoming increasingly congested. Here we propose a filtering RIS to feature sharp frequency-selecting and 2-bit phase-shifting properties. It permits the signals in a narrow bandwidth to transmit but rejects the out-of-band ones; meanwhile, the phase of the transmitted signals can be digitally controlled, enabling flexible manipulations of signal propagations. A prototype is designed, fabricated, and measured, and its high quality factor and phase-shifting characteristics are validated by scattering parameters and beam-steering phenomena. Further, we conduct a wireless communication experiment to illustrate the intriguing functions of the RIS. The filtering behavior enables the RIS to perform wireless signal manipulations with anti-interference ability, thus showing big potential to advance the development of next-generation wireless communications.
阅读原文：https://www.nature.com/articles/s41467-024-47865-6
A typical application scenario of the proposed filtering RIS
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