Tip ġdid ta 'multiplexer terahertz irdoppja l-kapaċità tad-dejta u tejjeb b'mod sinifikanti l-komunikazzjoni 6G b'bandwidth mingħajr preċedent u telf ta' dejta baxx.
Ir-riċerkaturi introduċew multiplexer terahertz super-wide band li jirdoppja l-kapaċità tad-dejta u jġib avvanzi rivoluzzjonarji għal 6G u lil hinn. (Sors tal-immaġni: Getty Images)
Il-komunikazzjoni bla fili tal-ġenerazzjoni li jmiss, rappreżentata mit-teknoloġija terahertz, twiegħed li tirrivoluzzjona t-trażmissjoni tad-dejta.
Dawn is-sistemi joperaw bi frekwenzi terahertz, li joffru bandwidth mingħajr paragun għal trażmissjoni u komunikazzjoni ta 'dejta ultra-veloċi. Madankollu, biex dan il-potenzjal jiġi realizzat bis-sħiħ, għandhom jingħelbu sfidi tekniċi sinifikanti, partikolarment fil-ġestjoni u l-użu effettiv tal-ispettru disponibbli.
Avvanz innovattiv indirizza din l-isfida: l-ewwel (de)multiplexer tal-polarizzazzjoni tat-terahertz integrat ultra-wideband realizzat fuq pjattaforma tas-silikon mingħajr substrat.
Dan id-disinn innovattiv jimmira għall-medda J sub-terahertz (220-330 GHz) u għandu l-għan li jittrasforma l-komunikazzjoni għal 6G u lil hinn. L-apparat jirdoppja b'mod effettiv il-kapaċità tad-dejta filwaqt li jżomm rata baxxa ta 'telf ta' dejta, u jwitti t-triq għal netwerks mingħajr fili effiċjenti u affidabbli ta 'veloċità għolja.
It-tim wara dan it-tragward jinkludi lill-Professur Withawat Withayachumnankul mill-Iskola tal-Inġinerija Elettrika u Mekkanika tal-Università ta 'Adelaide, Dr Weijie Gao, issa riċerkatur post-dottorat fl-Università ta' Osaka, u l-Professur Masayuki Fujita.
Il-Professur Withayachumnankul iddikjara, "Il-multiplexer tal-polarizzazzjoni propost jippermetti flussi multipli tad-dejta li jiġu trażmessi simultanjament fl-istess medda ta 'frekwenza, u b'mod effettiv jirdoppja l-kapaċità tad-dejta." Il-bandwidth relattiv miksub mill-apparat huwa bla preċedent f'kull firxa ta 'frekwenza, li 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 jtejbu b'mod sinifikanti l-kapaċità tal-kanal.
L-apparat il-ġdid jikseb dan billi juża couplers direzzjonali konikali u kisi medju effettiv anisotropiku. Dawn il-komponenti jtejbu l-birefringence tal-polarizzazzjoni, li jirriżultaw fi proporzjon għoli ta 'estinzjoni tal-polarizzazzjoni (PER) u bandwidth wiesa' - karatteristiċi ewlenin ta 'sistemi ta' komunikazzjoni terahertz effiċjenti.
B'differenza disinji tradizzjonali li jiddependu fuq waveguides asimmetriċi kumplessi u dipendenti mill-frekwenza, il-multiplexer il-ġdid juża kisi anisotropiku b'dipendenza żgħira fuq il-frekwenza biss. Dan l-approċċ jisfrutta bis-sħiħ il-bandwidth abbundanti pprovduti mill-konikali couplers.
Ir-riżultat huwa bandwidth frazzjonali qrib l-40%, PER medja li taqbeż l-20 dB, u telf minimu ta 'inserzjoni ta' madwar 1 dB. Dawn il-metriċi tal-prestazzjoni jaqbżu bil-bosta dawk ta 'disinji ottiċi u microwave eżistenti, li ħafna drabi jbatu minn bandwidth dejqa u telf għoli.
Ix-xogħol tat-tim tar-riċerka mhux biss itejjeb l-effiċjenza tas-sistemi tat-terahertz iżda wkoll jistabbilixxi l-pedament 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 video streaming b'definizzjoni għolja, realtà miżjuda, u netwerks mobbli tal-ġenerazzjoni li jmiss bħal 6G.
Soluzzjonijiet tradizzjonali ta 'ġestjoni tal-polarizzazzjoni tat-terahertz, bħal transducers tal-modalità ortogonali (OMTs) ibbażati fuq waveguides tal-metall rettangolari, jiffaċċjaw limitazzjonijiet sinifikanti. Il-gwidi tal-mewġ tal-metall jesperjenzaw telf ohmiku miżjud fi frekwenzi ogħla, u l-proċessi tal-manifattura tagħhom huma kumplessi minħabba rekwiżiti ġeometriċi stretti.
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 bandwidth, kumpattezza u kumplessità tal-manifattura.
L-akkoppjar direzzjonali jintużaw ħafna f'sistemi ottiċi u jeħtieġu birefringence ta 'polarizzazzjoni qawwija biex jiksbu daqs kompatt u PER għoli. Madankollu, huma limitati minn bandwidth dejqa u sensittività għat-tolleranzi tal-manifattura.
Il-multiplexer il-ġdid jgħaqqad il-vantaġġi ta 'couplers direzzjonali konikali u kisi medju effettiv, u jegħleb dawn il-limitazzjonijiet. Il-kisi anisotropiku juri birefringence sinifikanti, li jiżgura PER għoli fuq bandwidth wiesa '. Dan il-prinċipju tad-disinn jimmarka tluq mill-metodi tradizzjonali, li 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 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 ma 'proċessi ta' manifattura standard jagħmluha adattata għall-produzzjoni tal-massa.
Dr Gao irrimarka, "Din l-innovazzjoni mhux biss ittejjeb l-effiċjenza tas-sistemi ta 'komunikazzjoni terahertz iżda wkoll twitti t-triq għal netwerks bla fili ta' 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 'jsuq avvanzi f'oqsma bħar-radar, l-immaġini, u l-Internet tal-Oġġetti. "Fi żmien għaxar snin, nistennew li dawn it-teknoloġiji 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 ta 'beamforming preċedenti żviluppati mit-tim, li jippermettu funzjonalitajiet ta' komunikazzjoni avvanzati fuq pjattaforma unifikata. Din il-kompatibilità tenfasizza l-versatilità u l-iskalabbiltà tal-pjattaforma effettiva tal-waveguide dielettrika miksija medja.
Is-sejbiet tar-riċerka tat-tim ġew ippubblikati fil-ġurnal Laser & Photonic Reviews, li jenfasizzaw is-sinifikat tagħhom fl-avvanz tat-teknoloġija fotonika terahertz. Il-Professur Fujita irrimarka, "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 finalment iwassal għal prototipi u prodotti kummerċjali.
Dan il-multiplexer jirrappreżenta pass sinifikanti 'l quddiem biex jinfetaħ il-potenzjal tal-komunikazzjoni terahertz. Huwa jistabbilixxi standard ġdid għall-apparati terahertz integrati bil-metriċi tal-prestazzjoni bla preċedent tiegħu.
Hekk kif id-domanda għal netwerks ta 'komunikazzjoni ta' veloċità għolja u ta 'kapaċità għolja tkompli tikber, innovazzjonijiet bħal dawn se jkollhom rwol kruċjali fit-tiswir tal-futur tat-teknoloġija mingħajr fili.
Ħin tal-post: Diċ-16-2024