Un novu tipu di multiplexer terahertz hà radduppiatu a capacità di dati è hà migliuratu significativamente a cumunicazione 6G cù una larghezza di banda senza precedenti è una bassa perdita di dati.
I circadori anu introduttu un multiplexer terahertz à banda super larga chì raddoppia a capacità di dati è porta progressi rivoluzionarii à u 6G è oltre. (Fonte di l'imagine: Getty Images)
A cumunicazione senza filu di prossima generazione, rapprisintata da a tecnulugia terahertz, prumesse di rivoluzionà a trasmissione di dati.
Questi sistemi operanu à frequenze di terahertz, offrendu una larghezza di banda senza paragone per a trasmissione è a cumunicazione di dati ultraveloci. Tuttavia, per realizà pienamente stu putenziale, devenu esse superate sfide tecniche significative, in particulare in a gestione è l'utilizazione efficace di u spettru dispunibule.
Un avanzamentu rivoluzionariu hà affrontatu sta sfida: u primu (de)multiplexore di polarizazione terahertz integratu à banda ultra larga realizatu nantu à una piattaforma di siliciu senza substratu.
Stu cuncepimentu innovativu hè destinatu à a banda J sub-terahertz (220-330 GHz) è hà per scopu di trasfurmà a cumunicazione per u 6G è oltre. U dispusitivu raddoppia efficacemente a capacità di dati mantenendu un bassu tassu di perdita di dati, aprendu a strada à reti wireless à alta velocità efficienti è affidabili.
A squadra daretu à sta tappa impurtante include u prufessore Withawat Withayachumnankul di a Scola d'Ingegneria Elettrica è Meccanica di l'Università d'Adelaide, u duttore Weijie Gao, avà ricercatore postdottoratu à l'Università d'Osaka, è u prufessore Masayuki Fujita.
U prufessore Withayachumnankul hà dichjaratu: "U multiplexor di polarizazione prupostu permette di trasmette parechji flussi di dati simultaneamente in a stessa banda di frequenza, radduppiendu efficacemente a capacità di dati". A larghezza di banda relativa ottenuta da u dispusitivu hè senza precedenti in ogni gamma di frequenza, chì rapprisenta un saltu significativu per i multiplexor integrati.
I multiplexor di polarizazione sò essenziali in a cumunicazione muderna postu chì permettenu à parechji signali di sparte a stessa banda di frequenza, aumentendu significativamente a capacità di u canale.
U novu dispusitivu riesce à ottene questu utilizendu accoppiatori direzionali conichi è un rivestimentu mediu efficace anisotropicu. Quessi cumpunenti migliuranu a birefringenza di polarizazione, risultendu in un altu rapportu di estinzione di polarizazione (PER) è una larga larghezza di banda - caratteristiche chjave di i sistemi di cumunicazione terahertz efficienti.
À u cuntrariu di i disinni tradiziunali chì si basanu nantu à guide d'onda asimmetriche cumplesse è dipendenti da a frequenza, u novu multiplexor impiega un rivestimentu anisotropicu cù solu una ligera dipendenza da a frequenza. Questu approcciu sfrutta pienamente l'ampia larghezza di banda furnita da l'accoppiatori conichi.
U risultatu hè una larghezza di banda frazziunale vicina à u 40%, un PER mediu superiore à 20 dB, è una perdita d'inserzione minima di circa 1 dB. Queste metriche di prestazione superanu di gran lunga quelle di i disinni ottici è à microonde esistenti, chì spessu soffrenu di larghezza di banda stretta è perdite elevate.
U travagliu di a squadra di ricerca ùn solu migliora l'efficienza di i sistemi terahertz, ma pone ancu e basi per una nova era in a cumunicazione senza filu. U duttore Gao hà nutatu: "Questa innovazione hè un fattore chjave per sbloccare u putenziale di a cumunicazione terahertz". L'applicazioni includenu u streaming video in alta definizione, a realtà aumentata è e rete mobili di prossima generazione cum'è u 6G.
E suluzioni tradiziunali di gestione di a polarizazione terahertz, cum'è i trasduttori di modu ortogonale (OMT) basati nantu à guide d'onda metalliche rettangulari, sò cunfruntate à limitazioni significative. E guide d'onda metalliche sperimentanu perdite ohmiche aumentate à frequenze più alte, è i so prucessi di fabricazione sò cumplessi per via di requisiti geometrichi rigorosi.
I multiplexor di polarizazione ottica, cumpresi quelli chì utilizanu interferometri Mach-Zehnder o cristalli fotonici, offrenu una migliore integrabilità è perdite inferiori, ma spessu richiedenu compromessi trà larghezza di banda, cumpattezza è cumplessità di fabricazione.
L'accoppiatori direzionali sò largamente usati in i sistemi ottici è necessitanu una forte birefringenza di polarizazione per ottene dimensioni compatte è un PER elevatu. Tuttavia, sò limitati da una larghezza di banda stretta è da a sensibilità à e tolleranze di fabricazione.
U novu multiplexor combina i vantaghji di l'accoppiatori direzionali conichi è di u rivestimentu mediu efficace, superendu queste limitazioni. U rivestimentu anisotropicu presenta una birefringenza significativa, assicurendu un PER elevatu in una larga larghezza di banda. Stu principiu di cuncepimentu marca una partenza da i metudi tradiziunali, furnendu una suluzione scalabile è pratica per l'integrazione di terahertz.
A validazione sperimentale di u multiplexer hà cunfirmatu e so prestazioni eccezziunali. U dispusitivu funziona in modu efficiente in a gamma 225-330 GHz, ottenendu una larghezza di banda frazziunale di 37,8% pur mantenendu un PER sopra à 20 dB. A so dimensione compatta è a compatibilità cù i prucessi di fabricazione standard u rendenu adattatu per a pruduzzione di massa.
U duttore Gao hà rimarcatu: "Questa innovazione ùn solu migliora l'efficienza di i sistemi di cumunicazione terahertz, ma apre ancu a strada à reti wireless à alta velocità più putenti è affidabili".
L'applicazioni putenziali di sta tecnulugia si estendenu oltre i sistemi di cumunicazione. Migliurendu l'utilizazione di u spettru, u multiplexer pò guidà i progressi in campi cum'è u radar, l'imaghjini è l'Internet di e Cose. "In un decenniu, ci aspettiamu chì ste tecnulugie di terahertz sianu largamente aduttate è integrate in diverse industrie", hà dichjaratu u prufessore Withayachumnankul.
U multiplexer pò ancu esse integratu perfettamente cù i dispositivi di furmazione di fasciu sviluppati prima da a squadra, chì permettenu funzionalità di cumunicazione avanzate nantu à una piattaforma unificata. Questa cumpatibilità mette in risaltu a versatilità è a scalabilità di l'efficace piattaforma di guida d'onda dielettrica à rivestimentu mediu.
I risultati di a ricerca di a squadra sò stati publicati in a rivista Laser & Photonic Reviews, mettendu in risaltu a so impurtanza in u prugressu di a tecnulugia fotonica terahertz. U prufessore Fujita hà rimarcatu: "Superendu l'ostaculi tecnichi critichi, si prevede chì sta innovazione stimulerà l'interessu è l'attività di ricerca in u campu".
I circadori prevedenu chì u so travagliu inspirerà nuove applicazioni è ulteriori miglioramenti tecnologichi in l'anni à vene, chì purteranu infine à prototipi è prudutti cummerciali.
Stu multiplexer rapprisenta un passu avanti significativu per liberà u putenziale di a cumunicazione terahertz. Stabilisce un novu standard per i dispositivi terahertz integrati cù e so metriche di prestazione senza precedenti.
Cù a crescita di a dumanda di rete di cumunicazione à alta velocità è à alta capacità, tali innovazioni ghjucheranu un rolu cruciale in a furmazione di l'avvene di a tecnulugia senza filu.
Data di publicazione: 16 dicembre 2024