Hiji jinis multiplexer terahertz anyar parantos ngagandakeun kapasitas data sareng ningkatkeun komunikasi 6G sacara signifikan kalayan bandwidth anu teu acan pernah aya sateuacanna sareng leungitna data anu handap.
Para panalungtik parantos ngenalkeun multiplexer terahertz pita super lega anu ngagandakeun kapasitas data sareng mawa kamajuan révolusionér ka 6G sareng saluareunana. (Sumber gambar: Getty Images)
Komunikasi nirkabel generasi salajengna, anu diwakilan ku téknologi terahertz, jangji bakal ngarévolusi transmisi data.
Sistem-sistem ieu beroperasi dina frékuénsi terahertz, nawiskeun bandwidth anu teu aya tandinganna pikeun transmisi sareng komunikasi data anu ultra-gancang. Nanging, pikeun ngawujudkeun poténsi ieu sacara pinuh, tantangan téknis anu signifikan kedah diatasi, khususna dina ngatur sareng ngamangpaatkeun spéktrum anu sayogi sacara efektif.
Kamajuan anu inovatif parantos ngungkulan tantangan ieu: polarisasi terahertz (de)multiplexer terintegrasi ultra-wideband anu munggaran anu direalisasikeun dina platform silikon anu bébas substrat.
Desain inovatif ieu ngincer pita J sub-terahertz (220-330 GHz) sareng ngagaduhan tujuan pikeun ngarobih komunikasi pikeun 6G sareng saluareunana. Alat ieu sacara efektif ngagandakeun kapasitas data bari ngajaga tingkat leungitna data anu handap, ngabuka jalan pikeun jaringan nirkabel kecepatan tinggi anu efisien sareng tiasa dipercaya.
Tim anu aya di tukangeun tonggak sejarah ieu kalebet Profesor Withawat Withayachumnankul ti Sakola Téknik Elektro sareng Mesin Universitas Adelaide, Dr. Weijie Gao, ayeuna panalungtik postdoctoral di Universitas Osaka, sareng Profesor Masayuki Fujita.
Profesor Withayachumnankul nyatakeun, "Multiplexer polarisasi anu diusulkeun ngamungkinkeun sababaraha aliran data dikirimkeun sacara simultan dina pita frékuénsi anu sami, sacara efektif ngagandakeun kapasitas data." Bandwidth relatif anu kahontal ku alat ieu teu acan pernah aya sateuacanna di sakumna rentang frékuénsi, ngawakilan lompatan anu signifikan pikeun multiplexer terpadu.
Multiplexer polarisasi penting pisan dina komunikasi modéren sabab ngamungkinkeun sababaraha sinyal pikeun ngabagi pita frékuénsi anu sami, anu sacara signifikan ningkatkeun kapasitas saluran.
Alat anyar ieu ngahontal ieu ku cara ngamangpaatkeun coupler arah kerucut sareng cladding média anisotropik anu efektif. Komponén-komponén ieu ningkatkeun birefringence polarisasi, ngahasilkeun rasio pamusnahan polarisasi (PER) anu luhur sareng bandwidth anu lega—ciri konci sistem komunikasi terahertz anu efisien.
Beda sareng desain tradisional anu ngandelkeun waveguide asimetris anu rumit sareng gumantung kana frékuénsi, multiplexer énggal ieu nganggo cladding anisotropik kalayan ngan ukur gumantung sakedik kana frékuénsi. Pendekatan ieu ngamangpaatkeun sacara pinuh bandwidth anu cekap anu disayogikeun ku coupler kerucut.
Hasilna nyaéta bandwidth fraksional anu caket kana 40%, PER rata-rata ngaleuwihan 20 dB, sareng rugi sisipan minimum sakitar 1 dB. Métrik kinerja ieu jauh ngaleuwihan desain optik sareng gelombang mikro anu tos aya, anu sering kakurangan bandwidth anu sempit sareng rugi anu luhur.
Karya tim panalungtik henteu ngan ukur ningkatkeun efisiensi sistem terahertz tapi ogé neundeun dasar pikeun era anyar dina komunikasi nirkabel. Dr. Gao nyatet, "Inovasi ieu mangrupikeun pendorong konci dina muka konci poténsi komunikasi terahertz." Aplikasi kalebet streaming pidéo definisi tinggi, augmented reality, sareng jaringan sélulér generasi salajengna sapertos 6G.
Solusi manajemen polarisasi terahertz tradisional, sapertos transduser mode ortogonal (OMT) anu dumasar kana pandu gelombang logam pasagi panjang, nyanghareupan watesan anu signifikan. Pandu gelombang logam ngalaman karugian ohmik anu ningkat dina frékuénsi anu langkung luhur, sareng prosés manufakturna rumit kusabab sarat géométri anu ketat.
Multiplexer polarisasi optik, kaasup anu nganggo interferometer Mach-Zehnder atanapi kristal fotonik, nawiskeun integrabilitas anu langkung saé sareng karugian anu langkung handap tapi sering meryogikeun kompromi antara bandwidth, kompaksi, sareng kompleksitas manufaktur.
Coupler arah loba dipaké dina sistem optik sarta merlukeun birefringence polarisasi anu kuat pikeun ngahontal ukuran anu kompak sarta PER anu luhur. Sanajan kitu, éta diwatesan ku bandwidth anu heureut sarta sensitivitas kana toleransi manufaktur.
Multiplexer anyar ieu ngagabungkeun kaunggulan tina coupler arah kerucut sareng cladding sedeng anu efektif, ngungkulan watesan ieu. Cladding anisotropik nunjukkeun birefringence anu signifikan, mastikeun PER anu luhur dina bandwidth anu lega. Prinsip desain ieu nandakeun panyimpangan tina metode tradisional, nyayogikeun solusi anu tiasa diskalakeun sareng praktis pikeun integrasi terahertz.
Validasi ékspériméntal tina multiplexer mastikeun kinerja anu luar biasa. Alat ieu beroperasi sacara efisien dina kisaran 225-330 GHz, ngahontal bandwidth fraksional 37,8% bari ngajaga PER di luhur 20 dB. Ukuranana anu ringkes sareng kasaluyuan sareng prosés manufaktur standar ngajantenkeun cocog pikeun produksi massal.
Dr. Gao nyarios, "Inovasi ieu henteu ngan ukur ningkatkeun efisiensi sistem komunikasi terahertz tapi ogé muka jalan pikeun jaringan nirkabel kecepatan tinggi anu langkung kuat sareng tiasa dipercaya."
Poténsi aplikasi téknologi ieu ngaleuwihan sistem komunikasi. Ku cara ningkatkeun panggunaan spéktrum, multiplexer tiasa ngadorong kamajuan dina widang sapertos radar, pencitraan, sareng Internet of Things. "Dina dasawarsa ka hareup, kami ngarepkeun téknologi terahertz ieu bakal diadopsi sacara lega sareng diintegrasikeun di sababaraha industri," saur Profesor Withayachumnankul.
Multiplexer ieu ogé tiasa diintegrasikeun sacara mulus sareng alat beamforming sateuacana anu dikembangkeun ku tim, ngamungkinkeun fungsi komunikasi canggih dina platform anu ngahiji. Kompatibilitas ieu nyorot versatility sareng skalabilitas platform waveguide dielektrik clad sedeng anu efektif.
Hasil panalungtikan tim ieu parantos dipedalkeun dina jurnal Laser & Photonic Reviews, anu nekenkeun pentingna dina ngamajukeun téknologi terahertz fotonik. Profesor Fujita nyarios, "Ku cara ngungkulan halangan téknis anu kritis, inovasi ieu dipiharep tiasa ngarangsang minat sareng kagiatan panalungtikan di lapangan."
Para panalungtik ngarepkeun yén karya maranéhanana bakal mere ilham aplikasi anyar sareng perbaikan téknologi salajengna dina taun-taun anu bakal datang, anu pamustunganana ngarah kana prototipe sareng produk komérsial.
Multiplexer ieu ngagambarkeun léngkah ka hareup anu penting dina muka konci poténsi komunikasi terahertz. Ieu netepkeun standar anyar pikeun alat terahertz anu terintegrasi kalayan metrik kinerja anu teu acan pernah aya.
Kusabab paménta pikeun jaringan komunikasi anu gancang sareng kapasitas tinggi terus ningkat, inovasi sapertos kitu bakal maénkeun peran penting dina ngabentuk masa depan téknologi nirkabel.
Waktos posting: 16 Désémber 2024