Tip ġdid ta' multiplexer terahertz irdoppja l-kapaċità tad-dejta u tejjeb b'mod sinifikanti l-komunikazzjoni 6G b'bandwidth mingħajr preċedent u telf baxx ta' dejta.
Ir-riċerkaturi introduċew multiplexer ta' terahertz b'medda super wiesgħa li jirdoppja l-kapaċità tad-dejta u jġib avvanzi rivoluzzjonarji għas-6G u lil hinn. (Sors tal-immaġni: Getty Images)
Il-komunikazzjoni mingħajr fili tal-ġenerazzjoni li jmiss, rappreżentata mit-teknoloġija terahertz, twiegħed li tirrivoluzzjona t-trażmissjoni tad-dejta.
Dawn is-sistemi joperaw fi frekwenzi ta' terahertz, u joffru bandwidth mingħajr paragun għal trasmissjoni u komunikazzjoni ultraveloċi tad-dejta. Madankollu, biex dan il-potenzjal jiġi realizzat bis-sħiħ, iridu jingħelbu sfidi tekniċi sinifikanti, partikolarment fil-ġestjoni u l-użu effettiv tal-ispettru disponibbli.
Avvanz rivoluzzjonarju indirizza din l-isfida: l-ewwel (de)multiplexer tal-polarizzazzjoni terahertz integrata ultra-wideband realizzat fuq pjattaforma tas-silikon mingħajr sottostrat.
Dan id-disinn innovattiv jimmira lejn il-medda J sub-terahertz (220-330 GHz) u għandu l-għan li jittrasforma l-komunikazzjoni għas-6G u lil hinn. L-apparat jirdoppja b'mod effettiv il-kapaċità tad-dejta filwaqt li jżomm rata baxxa ta' telf ta' dejta, u b'hekk iwitti t-triq għal netwerks mingħajr fili b'veloċità għolja effiċjenti u affidabbli.
It-tim wara dan l-avveniment importanti jinkludi l-Professur Withawat Withayachumnankul mill-Iskola tal-Inġinerija Elettrika u Mekkanika tal-Università ta' Adelaide, Dr. Weijie Gao, li issa huwa riċerkatur postdottorali fl-Università ta' Osaka, u l-Professur Masayuki Fujita.
Il-Professur Withayachumnankul stqarr, "Il-multiplexer tal-polarizzazzjoni propost jippermetti li diversi flussi ta' dejta jiġu trasmessi simultanjament fl-istess medda ta' frekwenza, u b'hekk jirdoppja l-kapaċità tad-dejta." Il-bandwidth relattiva miksuba mill-apparat hija bla preċedent fi kwalunkwe medda ta' frekwenza, u tirrappreżenta qabża sinifikanti għall-multiplexers integrati.
Il-multiplexers tal-polarizzazzjoni huma essenzjali fil-komunikazzjoni moderna peress li jippermettu li sinjali multipli jaqsmu l-istess medda ta' frekwenza, u b'hekk itejbu b'mod sinifikanti l-kapaċità tal-kanal.
L-apparat il-ġdid jikseb dan billi juża akkoppjaturi direzzjonali koniċi u kisi medju effettiv anisotropiku. Dawn il-komponenti jtejbu l-birefrinġenza tal-polarizzazzjoni, li tirriżulta f'proporzjon għoli ta' estinzjoni tal-polarizzazzjoni (PER) u bandwidth wiesgħa—karatteristiċi ewlenin ta' sistemi ta' komunikazzjoni terahertz effiċjenti.
B'differenza mid-disinji tradizzjonali li jiddependu fuq gwidi tal-mewġ asimmetriċi kumplessi u dipendenti fuq il-frekwenza, il-multiplexer il-ġdid juża kisi anisotropiku b'dipendenza żgħira biss fuq il-frekwenza. Dan l-approċċ jisfrutta bis-sħiħ il-bandwidth abbundanti pprovduta mill-akkoppjaturi koniċi.
Ir-riżultat huwa bandwidth frazzjonali qrib l-40%, PER medju li jaqbeż l-20 dB, u telf minimu ta' inserzjoni ta' madwar 1 dB. Dawn il-metriċi tal-prestazzjoni jaqbżu bil-bosta dawk tad-disinji ottiċi u tal-microwave eżistenti, li ħafna drabi jsofru minn bandwidth dejqa u telf għoli.
Ix-xogħol tat-tim tar-riċerka mhux biss itejjeb l-effiċjenza tas-sistemi terahertz iżda wkoll iwitti t-triq għal era ġdida fil-komunikazzjoni mingħajr fili. Dr. Gao nnota, "Din l-innovazzjoni hija mutur ewlieni biex jinfetaħ il-potenzjal tal-komunikazzjoni terahertz." L-applikazzjonijiet jinkludu streaming ta' vidjow b'definizzjoni għolja, realtà miżjuda, u netwerks mobbli tal-ġenerazzjoni li jmiss bħas-6G.
Soluzzjonijiet tradizzjonali għall-ġestjoni tal-polarizzazzjoni tat-terahertz, bħal transducers tal-modalità ortogonali (OMTs) ibbażati fuq waveguides tal-metall rettangolari, jiffaċċjaw limitazzjonijiet sinifikanti. Il-waveguides tal-metall jesperjenzaw telf ohmiku akbar fi frekwenzi ogħla, u l-proċessi tal-manifattura tagħhom huma kumplessi minħabba rekwiżiti ġeometriċi stretti.
Il-multiplexers tal-polarizzazzjoni ottika, inklużi dawk li jużaw interferometri Mach-Zehnder jew kristalli fotoniċi, joffru integrabilità aħjar u telf aktar baxx iżda ħafna drabi jeħtieġu kompromessi bejn il-bandwidth, il-kompattezza, u l-kumplessità tal-manifattura.
L-akkoppjaturi direzzjonali jintużaw ħafna f'sistemi ottiċi u jeħtieġu birefringenza qawwija tal-polarizzazzjoni biex jiksbu daqs kompatt u PER għoli. Madankollu, huma limitati minn bandwidth dejqa u sensittività għat-tolleranzi tal-manifattura.
Il-multiplexer il-ġdid jikkombina l-vantaġġi ta' couplers direzzjonali koniċi u kisi medju effettiv, u jegħleb dawn il-limitazzjonijiet. Il-kisi anisotropiku juri birefringenza sinifikanti, u jiżgura PER għoli fuq medda wiesgħa ta' frekwenza. Dan il-prinċipju tad-disinn jimmarka tbegħid mill-metodi tradizzjonali, u jipprovdi soluzzjoni skalabbli u prattika għall-integrazzjoni tat-terahertz.
Il-validazzjoni sperimentali tal-multiplexer ikkonfermat il-prestazzjoni eċċezzjonali tiegħu. L-apparat jopera b'mod effiċjenti fil-medda ta' 225-330 GHz, u jikseb bandwidth frazzjonali ta' 37.8% filwaqt li jżomm PER 'il fuq minn 20 dB. Id-daqs kompatt tiegħu u l-kompatibilità mal-proċessi standard tal-manifattura jagħmluh adattat għall-produzzjoni tal-massa.
Dr. Gao rrimarka, "Din l-innovazzjoni mhux biss ittejjeb l-effiċjenza tas-sistemi ta' komunikazzjoni terahertz iżda twitti wkoll it-triq għal netwerks mingħajr fili b'veloċità għolja aktar qawwija u affidabbli."
L-applikazzjonijiet potenzjali ta’ din it-teknoloġija jestendu lil hinn mis-sistemi ta’ komunikazzjoni. Billi jtejjeb l-użu tal-ispettru, il-multiplexer jista’ jmexxi avvanzi f’oqsma bħar-radar, l-immaġini, u l-Internet tal-Oġġetti. “Fi żmien għaxar snin, nistennew li dawn it-teknoloġiji tat-terahertz jiġu adottati u integrati b’mod wiesa’ f’diversi industriji,” iddikjara l-Professur Withayachumnankul.
Il-multiplexer jista' wkoll jiġi integrat bla xkiel ma' apparati preċedenti ta' beamforming żviluppati mit-tim, u b'hekk jippermetti funzjonalitajiet ta' komunikazzjoni avvanzati fuq pjattaforma unifikata. Din il-kompatibilità tenfasizza l-versatilità u l-iskalabbiltà tal-pjattaforma effettiva ta' waveguide dielettrika b'kisja medja.
Is-sejbiet tar-riċerka tat-tim ġew ippubblikati fil-ġurnal Laser & Photonic Reviews, u jenfasizzaw is-sinifikat tagħhom fl-avvanz tat-teknoloġija fotonika terahertz. Il-Professur Fujita rrimarka, "Billi tegħleb l-ostakli tekniċi kritiċi, din l-innovazzjoni hija mistennija li tistimula l-interess u l-attività ta' riċerka fil-qasam."
Ir-riċerkaturi jantiċipaw li x-xogħol tagħhom se jispira applikazzjonijiet ġodda u aktar titjib teknoloġiku fis-snin li ġejjin, li fl-aħħar mill-aħħar iwassal għal prototipi u prodotti kummerċjali.
Dan il-multiplexer jirrappreżenta pass sinifikanti 'l quddiem biex jiġi sfruttat il-potenzjal tal-komunikazzjoni terahertz. Jistabbilixxi standard ġdid għal apparati terahertz integrati bil-metriċi tal-prestazzjoni bla preċedent tiegħu.
Hekk kif id-domanda għal netwerks ta' komunikazzjoni b'veloċità għolja u kapaċità għolja tkompli tikber, innovazzjonijiet bħal dawn se jkollhom rwol kruċjali fit-tiswir tal-futur tat-teknoloġija mingħajr fili.
Ħin tal-posta: 16 ta' Diċembru 2024