Yon nouvo kalite multiplexeur terahertz double kapasite done yo epi amelyore kominikasyon 6G anpil ak yon Pleasant san parèy ak yon pèt done ki ba.
Chèchè yo prezante yon multiplexeur terahertz super-wide band ki double kapasite done epi ki pote avansman revolisyonè nan 6G ak pi lwen. (Sous imaj: Getty Images)
Kominikasyon san fil pwochen jenerasyon an, reprezante pa teknoloji terahertz, pwomèt pou revolisyone transmisyon done yo.
Sistèm sa yo opere nan frekans terahertz, yo ofri yon lajè bande san parèy pou transmisyon done ak kominikasyon ultra rapid. Sepandan, pou reyalize potansyèl sa a nèt, yo dwe simonte gwo defi teknik, patikilyèman nan jere ak itilize efektivman spectre ki disponib la.
Yon avansman inovatè te adrese defi sa a: premye (de)multipleksè polarizasyon terahertz entegre ultra-wideband ki reyalize sou yon platfòm silikon san substrat.
Konsepsyon inovatè sa a vize band J sub-terahertz la (220-330 GHz) epi li gen pou objektif transfòme kominikasyon pou 6G ak pi lwen. Aparèy la efektivman double kapasite done yo pandan l ap kenbe yon to pèt done ki ba, sa ki louvri wout pou rezo san fil gwo vitès ki efikas e fyab.
Ekip ki dèyè gwo evènman sa a gen ladan l Pwofesè Withawat Withayachumnankul ki soti nan Lekòl Jeni Elektrik ak Mekanik Inivèsite Adelaide, Dr. Weijie Gao, ki kounye a se yon chèchè postdoktora nan Inivèsite Osaka, ak Pwofesè Masayuki Fujita.
Pwofesè Withayachumnankul deklare, "Miltiplèksè polarizasyon ki pwopoze a pèmèt plizyè kouran done transmèt an menm tan nan menm band frekans lan, sa ki double kapasite done yo efektivman." Pleasant relatif aparèy la reyalize a se yon bagay san parèy nan nenpòt gam frekans, sa ki reprezante yon gwo pwogrè pou miltiplèksè entegre yo.
Miltipleksè polarizasyon yo esansyèl nan kominikasyon modèn paske yo pèmèt plizyè siyal pataje menm bann frekans lan, sa ki amelyore anpil kapasite kanal la.
Nouvo aparèy la reyalize sa a lè l sèvi avèk kouplè direksyonèl konik ak yon kouch medyòm anizotropik efikas. Konpozan sa yo amelyore birefringans polarizasyon an, sa ki lakòz yon rapò ekstèksyon polarizasyon (PER) ki wo ak yon laj Pleasant—karakteristik kle nan sistèm kominikasyon terahertz efikas.
Kontrèman ak desen tradisyonèl yo ki depann sou gid ond asimetrik konplèks ki depann sou frekans, nouvo miltipleksè a itilize yon revètman anizotropik ak yon ti depandans frekans sèlman. Apwòch sa a itilize nèt ale gwo Pleasant ki bay pa kouplè konik yo.
Rezilta a se yon fraksyon Pleasant ki pre 40%, yon PER mwayèn ki depase 20 dB, ak yon pèt ensèsyon minimòm apeprè 1 dB. Metrik pèfòmans sa yo depase byen lwen sa yo ki nan konsepsyon optik ak mikwo ond ki deja egziste yo, ki souvan soufri de Pleasant ki etwat ak gwo pèt.
Travay ekip rechèch la pa sèlman amelyore efikasite sistèm terahertz yo, men tou li prepare teren pou yon nouvo epòk nan kominikasyon san fil. Doktè Gao te note, "Inovasyon sa a se yon motè kle nan debloke potansyèl kominikasyon terahertz la." Aplikasyon yo enkli difizyon videyo an wo definisyon, reyalite ogmante, ak rezo mobil pwochen jenerasyon tankou 6G.
Solisyon tradisyonèl pou jesyon polarizasyon terahertz yo, tankou transducteur mòd ortogonal (OMT) ki baze sou gid vag metal rektangilè, fè fas ak limitasyon enpòtan. Gid vag metal yo fè eksperyans pèt ohmik ki ogmante nan frekans ki pi wo, epi pwosesis fabrikasyon yo konplèks akòz egzijans jeyometrik strik.
Miltipleksè polarizasyon optik yo, tankou sa yo ki itilize entèferomèt Mach-Zehnder oswa kristal fotonik, ofri pi bon entegrabilite ak mwens pèt men souvan yo mande konpwomi ant Pleasant, konpakte, ak konpleksite fabrikasyon.
Koupleur direksyonèl yo lajman itilize nan sistèm optik epi yo mande yon birefringans polarizasyon fò pou reyalize yon gwosè kontra enfòmèl ant ak yon PER ki wo. Sepandan, yo limite pa yon Pleasant etwat ak sansiblite a tolerans fabrikasyon.
Nouvo miltipleksè a konbine avantaj kouplè direksyonèl konik yo ak yon revètman medyòm efikas, pou simonte limitasyon sa yo. Revètman anizotropik la montre yon birefringans siyifikatif, sa ki asire yon PER ki wo atravè yon laj Pleasant. Prensip konsepsyon sa a make yon depa parapò ak metòd tradisyonèl yo, li bay yon solisyon évolutif ak pratik pou entegrasyon terahertz.
Validasyon eksperimantal miltipleksè a te konfime pèfòmans eksepsyonèl li. Aparèy la fonksyone avèk efikasite nan seri 225-330 GHz la, li rive nan yon fraksyon Pleasant 37.8% pandan l ap kenbe yon PER pi wo pase 20 dB. Gwosè kontra enfòmèl ant li ak konpatibilite li ak pwosesis fabrikasyon estanda yo fè li apwopriye pou pwodiksyon an mas.
Doktè Gao te fè remak, "Inovasyon sa a pa sèlman amelyore efikasite sistèm kominikasyon terahertz yo, men tou li louvri chemen pou rezo san fil gwo vitès ki pi puisan e ki pi fyab."
Aplikasyon potansyèl teknoloji sa a ale pi lwen pase sistèm kominikasyon yo. Lè li amelyore itilizasyon spectre a, multiplexeur a ka kondwi pwogrè nan domèn tankou rada, imajri, ak Entènèt Obje yo. "Nan yon deseni, nou espere teknoloji terahertz sa yo pral lajman adopte ak entegre nan divès endistri yo," Pwofesè Withayachumnankul deklare.
Miltipleksè a kapab entegre san pwoblèm tou ak aparèy fòmasyon gwo bout bwa ekip la te devlope anvan yo, sa ki pèmèt fonksyonalite kominikasyon avanse sou yon platfòm inifye. Konpatibilite sa a mete aksan sou adaptabilite ak évolutivité platfòm gid ond dyelèktrik medyòm-revètman efikas la.
Rezilta rechèch ekip la te pibliye nan jounal Laser & Photonic Reviews, ki mete aksan sou enpòtans yo nan pwogrè teknoloji fotonik terahertz la. Pwofesè Fujita te fè remak, "Lè yo simonte baryè teknik kritik yo, yo espere inovasyon sa a stimile enterè ak aktivite rechèch nan domèn nan."
Chèchè yo prevwa travay yo pral enspire nouvo aplikasyon ak plis amelyorasyon teknolojik nan ane k ap vini yo, sa ki finalman pral mennen nan prototip ak pwodwi komèsyal yo.
Miltipleksè sa a reprezante yon gwo pa annavan nan debloke potansyèl kominikasyon terahertz la. Li etabli yon nouvo estanda pou aparèy terahertz entegre yo ak metrik pèfòmans san parèy li yo.
Pandan demann pou rezo kominikasyon gwo vitès ak gwo kapasite kontinye ap grandi, inovasyon sa yo pral jwe yon wòl enpòtan nan mete an plas lavni teknoloji san fil la.
Dat piblikasyon: 16 Desanm 2024