Jenis anyar tina multiplexer terahertz parantos ngagandakeun kapasitas data sareng ningkatkeun komunikasi 6G sacara signifikan kalayan rubakpita anu teu pernah aya sareng leungitna data anu rendah.
Panaliti parantos ngenalkeun multiplexer terahertz pita super-lega anu ngagandakeun kapasitas data sareng ngajantenkeun kamajuan revolusioner ka 6G sareng saluareun. (Sumber gambar: Getty Images)
Komunikasi nirkabel generasi saterusna, digambarkeun ku téhnologi terahertz, jangji baris revolutionize pangiriman data.
Sistem ieu beroperasi dina frékuénsi terahertz, nawiskeun rubakpita anu teu aya tandingan pikeun pangiriman data sareng komunikasi ultra-gancang. Nanging, pikeun ngawujudkeun poténsi ieu sapinuhna, tantangan téknis anu penting kedah diatasi, khususna dina ngatur sareng ngamangpaatkeun spéktrum anu sayogi.
A kamajuan groundbreaking geus kajawab tantangan ieu: ultra-wideband terpadu terahertz polarisasi (de)multiplexer munggaran direalisasikeun dina platform silikon bébas substrat.
Desain inovatif ieu nargétkeun sub-terahertz J band (220-330 GHz) jeung boga tujuan pikeun transformasi komunikasi pikeun 6G jeung saterusna. Alat sacara efektif ngagandakeun kapasitas data bari ngajaga tingkat leungitna data anu handap, nyayogikeun jalan pikeun jaringan nirkabel anu gancang sareng dipercaya.
Tim balik milestone ieu ngawengku Professor Withawat Withayachumnankul ti Universitas Adelaide urang Sakola Éléktronik sarta Téknik Mesin, Dr Weijie Gao, ayeuna panalungtik postdoctoral di Universitas Osaka, sarta Professor Masayuki Fujita.
Profesor Withayachumnankul nyatakeun, "Multiplexer polarisasi anu diusulkeun ngamungkinkeun sababaraha aliran data dikirimkeun sakaligus dina pita frékuénsi anu sami, sacara efektif ngagandakeun kapasitas data." Bandwidth relatif anu dihontal ku alat éta teu pernah aya dina rentang frékuénsi naon waé, ngagambarkeun kabisat anu signifikan pikeun multiplexer terpadu.
Multiplexer polarisasi penting dina komunikasi modéren sabab ngamungkinkeun sababaraha sinyal pikeun ngabagi pita frékuénsi anu sami, sacara signifikan ningkatkeun kapasitas saluran.
Alat anyar ngahontal ieu ku ngamangpaatkeun coupling arah kerucut jeung anisotropic éféktif cladding sedeng. Komponén ieu ningkatkeun birefringence polarisasi, nyababkeun rasio punah polarisasi (PER) anu luhur sareng lebar lebar - ciri konci sistem komunikasi terahertz anu efisien.
Beda sareng desain tradisional anu ngandelkeun pandu gelombang asimétri anu kompleks sareng gumantung kana frékuénsi, multiplexer énggal nganggo cladding anisotropic kalayan ngan ukur gumantungna frékuénsi sakedik. Pendekatan ieu pinuh ngungkit lebar lebar anu disayogikeun ku panyambung kerucut.
Hasilna nyaéta rubakpita fraksional ngadeukeutan 40%, rata-rata PER ngaleuwihan 20 dB, sareng leungitna sisipan minimum sakitar 1 dB. Métrik kinerja ieu jauh ngaleuwihan desain optik sareng gelombang mikro anu tos aya, anu sering kakurangan tina rubakpita anu sempit sareng rugi anu luhur.
Karya tim peneliti henteu ngan ukur ningkatkeun efisiensi sistem terahertz tapi ogé nempatkeun dasar pikeun jaman anyar dina komunikasi nirkabel. Dr Gao nyatet, "Inovasi Ieu supir konci dina muka konci poténsi komunikasi terahertz." Aplikasi kalebet streaming pidéo definisi luhur, realitas tambahan, sareng jaringan sélulér generasi salajengna sapertos 6G.
Solusi manajemén polarisasi terahertz tradisional, sapertos transduser mode ortogonal (OMTs) dumasar kana pandu gelombang logam rectangular, nyanghareupan watesan anu signifikan. Waveguides logam ngalaman ngaronjat karugian ohmic dina frékuénsi luhur, sarta prosés manufaktur maranéhanana kompléks alatan syarat geometric stringent.
Multiplexer polarisasi optik, kaasup nu make interferometer Mach-Zehnder atawa kristal fotonik, nawarkeun integrability hadé tur leungitna handap tapi mindeng merlukeun trade-offs antara rubakpita, compactness, sarta pajeulitna manufaktur.
Gandeng arah anu loba dipaké dina sistem optik sarta merlukeun birefringence polarisasi kuat pikeun ngahontal ukuran kompak jeung PER tinggi. Sanajan kitu, aranjeunna diwatesan ku rubakpita sempit tur sensitipitas kana tolerances manufaktur.
Multiplexer anyar ngagabungkeun kaunggulan tina coupling arah kerucut jeung cladding sedeng éféktif, overcoming watesan ieu. The cladding anisotropic némbongkeun birefringence signifikan, mastikeun PER tinggi sakuliah rubakpita lega. Prinsip desain ieu nandaan miang tina métode tradisional, nyadiakeun solusi scalable tur praktis pikeun integrasi terahertz.
Validasi ékspérimén tina multiplexer dikonfirmasi kinerja luar biasa na. Alatna beroperasi sacara éfisién dina rentang 225-330 GHz, ngahontal rubakpita fraksional 37,8% bari ngajaga PER di luhur 20 dB. Ukuran kompak sareng kasaluyuan sareng prosés manufaktur standar ngajantenkeun cocog pikeun produksi masal.
Dr Gao nyarios, "Inovasi ieu henteu ngan ukur ningkatkeun efisiensi sistem komunikasi terahertz tapi ogé nyayogikeun jalan pikeun jaringan nirkabel-speed tinggi anu langkung kuat sareng dipercaya."
Aplikasi poténsial téknologi ieu ngalegaan saluareun sistem komunikasi. Ku ningkatkeun pamakean spéktrum, multiplexer tiasa ngajalankeun kamajuan dina widang sapertos radar, pencitraan, sareng Internet of Things. "Dina hiji dasawarsa, kami ngarepkeun téknologi terahertz ieu diadopsi sacara lega sareng diintegrasikeun dina sagala rupa industri," saur Profesor Withayachumnankul.
Multiplexer ogé bisa mulus terpadu jeung alat beamforming saméméhna dikembangkeun ku tim, sangkan fungsionalitas komunikasi canggih dina platform ngahiji. Kasaluyuan ieu highlights versatility na scalability sahiji platform waveguide diéléktrik sedeng-clad éféktif.
Papanggihan panalungtikan tim urang geus diterbitkeun dina jurnal Laser & Photonic Reviews, emphasizing significance maranéhanana dina advancing photonic terahertz téhnologi. Profesor Fujita nyarios, "Ku cara ngatasi halangan téknis anu kritis, inovasi ieu dipiharep tiasa merangsang minat sareng kagiatan panalungtikan di lapangan."
Para panalungtik ngantisipasi yén karya maranéhanana bakal mere ilham aplikasi anyar jeung kamajuan téhnologis salajengna dina taun datang, pamustunganana ngarah ka prototipe komérsial sarta produk.
Multiplexer ieu ngagambarkeun léngkah anu penting pikeun muka konci poténsi komunikasi terahertz. Éta netepkeun standar anyar pikeun alat terahertz terpadu kalayan métrik kinerja anu teu pernah aya.
Nalika paménta pikeun jaringan komunikasi anu berkecepatan tinggi, kapasitas tinggi terus ningkat, inovasi sapertos kitu bakal maénkeun peran anu penting dina ngawangun masa depan téknologi nirkabel.
waktos pos: Dec-16-2024