Un novu tipu di multiplexer terahertz hà radduppiatu a capacità di dati è hà rinfurzatu significativamente a cumunicazione 6G cun larghezza di banda senza precedente è bassa perdita di dati.
I ricercatori anu introduttu un multiplexer terahertz di banda super larga chì radduppia a capacità di dati è porta avanzamenti rivoluzionarii à 6G è oltre. (Fonte di l'imaghjini: Getty Images)
A cumunicazione wireless di a prossima generazione, rapprisintata da a tecnulugia di terahertz, prumetti di rivoluzionarà a trasmissione di dati.
Questi sistemi operanu à frequenze di terahertz, chì offre una larghezza di banda senza paragone per a trasmissione è a cumunicazione di dati ultra-veloce. Tuttavia, per rializà pienamente stu putenziale, sfidi tecnichi significativi deve esse superati, in particulare in a gestione è l'utilizazione efficace di u spettru dispunibule.
Un avanzamentu rivoluzionariu hà affrontatu sta sfida: u primu (de)multiplexer di polarizazione terahertz integratu à banda ultra-larga realizatu nantu à una piattaforma di siliciu senza substratu.
Stu disignu innovativu mira à a banda J sub-terahertz (220-330 GHz) è hà da scopu di trasfurmà a cumunicazione per 6G è oltre. U dispusitivu radduppia in modu efficace a capacità di dati mantenendu una bassa rata di perdita di dati, aprendu a strada per e rete wireless d'alta velocità efficienti è affidabili.
A squadra daretu à sta tappa include u prufessore Withawat Withayachumnankul da a Scola di Ingegneria Elettrica è Meccanica di l'Università di Adelaide, u duttore Weijie Gao, avà un ricercatore postdoctorale in l'Università di Osaka, è u prufessore Masayuki Fujita.
U prufessore Withayachumnankul hà dichjaratu: "U multiplexer di polarizazione pruposta permette di trasmette parechje flussi di dati simultaneamente in a listessa banda di frequenza, radduppiendu in modu efficace a capacità di dati". A larghezza di banda relativa ottenuta da u dispusitivu hè senza precedente in ogni intervallu di frequenza, chì rapprisenta un saltu significativu per i multiplexer integrati.
I multiplexer di polarizazione sò essenziali in a cumunicazione muderna postu chì permettenu parechji segnali per sparte a listessa banda di frequenza, aumentendu significativamente a capacità di u canali.
U novu dispositivu ottene questu utilizendu accoppiatori direzionali conici è un rivestimentu mediu efficace anisotropicu. Questi cumpunenti rinfurzà a birefringence di polarizazione, risultatu in un altu rapportu di estinzione di polarizazione (PER) è larghezza di banda larga - caratteristiche chjave di sistemi di cumunicazione terahertz efficienti.
A cuntrariu di i disinni tradiziunali chì si basanu in guide d'onda asimmetriche cumplessi è dipendenti da a frequenza, u novu multiplexer impiega un rivestimentu anisotropicu cù solu una ligera dependenza di frequenza. Stu approcciu sfrutta cumplettamente l'ampia larghezza di banda furnita da l'accoppiatori conici.
U risultatu hè una larghezza di banda fraccionaria vicinu à u 40%, un PER mediu chì supera i 20 dB, è una perdita d'inserzione minima di circa 1 dB. Queste metriche di prestazione superanu assai quelle di i disinni ottici è microonde esistenti, chì spessu soffrenu di larghezza di banda stretta è di perdita elevata.
U travagliu di a squadra di ricerca ùn solu aumenta l'efficienza di i sistemi di terahertz, ma pone ancu e basi per una nova era in a cumunicazione wireless. Dr Gao hà nutatu, "Questa innuvazione hè un mutore chjave in unlocking u putenziale di cumunicazione terahertz". L'applicazioni includenu streaming video in alta definizione, realtà aumentata è rete mobili di prossima generazione cum'è 6G.
Soluzioni tradiziunali di gestione di polarizazione di terahertz, cum'è i trasduttori in modalità ortogonale (OMT) basati nantu à guide d'onda di metallo rettangulari, affrontanu limitazioni significative. I guide d'onda metalliche sperimentanu perdite ohmiche aumentate à frequenze più alte, è i so prucessi di fabricazione sò cumplessi per via di stretti esigenze geometriche.
Multiplexers di polarizazione ottica, cumpresi quelli chì utilizanu interferometri Mach-Zehnder o cristalli fotonici, offrenu una integrabilità megliu è pèrdite minori, ma spessu necessitanu scambii trà larghezza di banda, compattezza è cumplessità di fabricazione.
L'accoppiatori direzionali sò largamente usati in i sistemi ottici è necessitanu una forte birrefringenza di polarizazione per ottene una dimensione compatta è un PER altu. Tuttavia, sò limitati da a larghezza di banda stretta è a sensibilità à e tolleranze di fabricazione.
U novu multiplexer combina i vantaghji di l'accoppiatori direzionali conici è un cladding mediu efficace, superendu queste limitazioni. U rivestimentu anisotropicu mostra una birrefringenza significativa, assicurendu un altu PER in una larghezza di banda larga. Stu principiu di disignu marca una partenza da i metudi tradiziunali, chì furnisce una soluzione scalabile è pratica per l'integrazione di terahertz.
A validazione sperimentale di u multiplexer hà cunfirmatu a so prestazione eccezziunale. U dispusitivu opera in modu efficiente in a gamma 225-330 GHz, ottenendu una larghezza di banda fraccionaria di 37.8% mantenendu un PER sopra 20 dB. A so dimensione compacta è a cumpatibilità cù i prucessi di fabricazione standard facenu adattatu per a produzzione di massa.
U duttore Gao hà rimarcatu: "Questa innuvazione ùn solu aumenta l'efficienza di i sistemi di cumunicazione terahertz, ma ancu apre a strada per e rete wireless d'alta veloce più putenti è affidabili".
L'applicazioni putenziali di sta tecnulugia si estende oltre i sistemi di cumunicazione. Per migliurà l'utilizazione di u spettru, u multiplexer pò guidà l'avanzamenti in campi cum'è radar, imaging, è Internet di e Cose. "In un decenniu, aspittemu chì queste tecnulugii di terahertz sò largamente aduttate è integrate in diverse industrie", hà dettu u prufessore Withayachumnankul.
U multiplexer pò ancu esse integratu senza saldatura cù i dispositi di beamforming precedenti sviluppati da a squadra, chì permettenu funziunalità di cumunicazione avanzata nantu à una piattaforma unificata. Questa cumpatibilità mette in risaltu a versatilità è a scalabilità di l'efficace piattaforma di guida d'onda dielettrica media.
I risultati di a ricerca di a squadra sò stati publicati in a rivista Laser & Photonic Reviews, enfatizendu u so significatu in l'avanzamentu di a tecnulugia di terahertz fotonica. U prufessore Fujita hà rimarcatu: "Superendu e barriere tecniche critiche, sta innuvazione hè prevista per stimulà l'interessu è l'attività di ricerca in u campu".
I circadori anticipanu chì u so travagliu ispirarà novi appiicazioni è più migliure tecnologiche in l'anni à vene, in ultimamente, purtendu à prototipi è prudutti cummerciale.
Stu multiplexer rapprisenta un passu significativu in avanti per sbloccare u putenziale di cumunicazione terahertz. Stabbilisce un novu standard per i dispositi terahertz integrati cù e so metriche di rendiment senza precedente.
Siccomu a dumanda di rete di cumunicazione d'alta velocità è d'alta capacità cuntinueghja à cresce, tali innuvazioni ghjucanu un rolu cruciale in a furmazione di u futuru di a tecnulugia wireless.
Tempu di post: Dec-16-2024