Satu jenis baru Terahertz multiplexer mempunyai kapasiti data dua kali ganda dan meningkatkan komunikasi 6G dengan jalur lebar yang belum pernah terjadi sebelumnya dan kehilangan data yang rendah.
Penyelidik telah memperkenalkan kumpulan Terahertz yang luas yang menggandakan kapasiti data dan membawa kemajuan revolusi ke 6g dan seterusnya. (Sumber Imej: Getty Images)
Komunikasi tanpa wayar generasi akan datang, yang diwakili oleh teknologi Terahertz, berjanji untuk merevolusikan penghantaran data.
Sistem ini beroperasi pada frekuensi Terahertz, yang menawarkan jalur lebar yang tidak tertandingi untuk penghantaran dan komunikasi data ultra cepat. Walau bagaimanapun, untuk menyedari sepenuhnya potensi ini, cabaran teknikal yang signifikan mesti diatasi, terutamanya dalam mengurus dan menggunakan spektrum yang tersedia dengan berkesan.
Kemajuan pecah tanah telah menangani cabaran ini: multiplexer Terahertz Polarisasi Terastz (DE) yang pertama disedari pada platform silikon bebas substrat.
Reka bentuk inovatif ini mensasarkan kumpulan sub-Terahertz J (220-330 GHz) dan bertujuan untuk mengubah komunikasi untuk 6g dan seterusnya. Peranti ini berkesan menggandakan kapasiti data sambil mengekalkan kadar kehilangan data yang rendah, membuka jalan bagi rangkaian wayarles berkelajuan tinggi yang cekap dan boleh dipercayai.
Pasukan di belakang peristiwa ini termasuk Profesor Withawat Withayachumnankul dari Sekolah Kejuruteraan Elektrik dan Mekanikal Universiti Adelaide, Dr. Weijie Gao, kini seorang penyelidik pasca doktoral di Universiti Osaka, dan Profesor Masayuki Fujita.
Profesor Withayachumnankul menyatakan, "Multiplexer polarisasi yang dicadangkan membolehkan pelbagai aliran data dihantar secara serentak dalam jalur frekuensi yang sama, dengan berkesan menggandakan kapasiti data." Jalur lebar relatif yang dicapai oleh peranti tidak pernah berlaku sebelum ini di mana -mana julat kekerapan, yang mewakili lonjakan yang ketara untuk multiplexer bersepadu.
Multiplexer polarisasi adalah penting dalam komunikasi moden kerana mereka membolehkan beberapa isyarat untuk berkongsi jalur frekuensi yang sama, meningkatkan kapasiti saluran.
Peranti baru mencapai ini dengan menggunakan pengganding arah conical dan pelapisan medium berkesan anisotropik. Komponen -komponen ini meningkatkan birefringence polarisasi, mengakibatkan nisbah kepupusan polarisasi yang tinggi (per) dan ciri -ciri utama lebar jalur lebar yang cekap sistem komunikasi terahertz.
Tidak seperti reka bentuk tradisional yang bergantung kepada gelombang asimetrik yang bergantung kepada kompleks dan kekerapan, multiplexer baru menggunakan pelapisan anisotropik dengan hanya sedikit kebergantungan kekerapan. Pendekatan ini sepenuhnya memanfaatkan jalur lebar yang banyak yang disediakan oleh pengganding kerucut.
Hasilnya adalah jalur lebar pecahan hampir 40%, purata setiap melebihi 20 dB, dan kehilangan sisipan minimum kira -kira 1 dB. Metrik prestasi ini jauh melampaui reka bentuk optik dan gelombang mikro yang sedia ada, yang sering mengalami jalur lebar sempit dan kerugian yang tinggi.
Kerja pasukan penyelidikan bukan sahaja meningkatkan kecekapan sistem Terahertz tetapi juga meletakkan asas untuk era baru dalam komunikasi tanpa wayar. Dr. Gao berkata, "Inovasi ini adalah pemacu utama dalam membuka potensi komunikasi Terahertz." Aplikasi termasuk streaming video definisi tinggi, realiti tambahan, dan rangkaian mudah alih generasi akan datang seperti 6g.
Penyelesaian pengurusan polarisasi terahertz tradisional, seperti transduser mod ortogonal (OMTs) berdasarkan gelombang logam segi empat tepat, menghadapi batasan yang ketara. Pengalaman gelombang logam meningkatkan kerugian ohmik pada frekuensi yang lebih tinggi, dan proses pembuatannya adalah kompleks kerana keperluan geometri yang ketat.
Multiplexer polarisasi optik, termasuk yang menggunakan interferometer Mach-Zehnder atau kristal fotonik, menawarkan integrabiliti yang lebih baik dan kerugian yang lebih rendah tetapi sering memerlukan perdagangan antara jalur lebar, kompak, dan kerumitan pembuatan.
Pengganda arah digunakan secara meluas dalam sistem optik dan memerlukan birefringence polarisasi yang kuat untuk mencapai saiz padat dan tinggi. Walau bagaimanapun, mereka dibatasi oleh jalur lebar sempit dan kepekaan terhadap toleransi pembuatan.
Multiplexer baru menggabungkan kelebihan pengganding arah kerucut dan pelapisan sederhana yang berkesan, mengatasi batasan -batasan ini. Pelapisan anisotropik mempamerkan birefringence yang signifikan, memastikan tinggi setiap lebar jalur lebar. Prinsip reka bentuk ini menandakan pemergian dari kaedah tradisional, menyediakan penyelesaian berskala dan praktikal untuk integrasi terahertz.
Pengesahan eksperimen multiplexer mengesahkan prestasi luar biasanya. Peranti ini beroperasi dengan cekap dalam julat 225-330 GHz, mencapai jalur lebar pecahan sebanyak 37.8% sambil mengekalkan A di atas 20 dB. Saiz dan keserasiannya yang padat dengan proses pembuatan standard menjadikannya sesuai untuk pengeluaran besar -besaran.
Dr. Gao berkata, "Inovasi ini bukan sahaja meningkatkan kecekapan sistem komunikasi Terahertz tetapi juga membuka jalan bagi rangkaian wayarles berkelajuan tinggi yang lebih kuat dan boleh dipercayai."
Aplikasi potensi teknologi ini melangkaui sistem komunikasi. Dengan meningkatkan penggunaan spektrum, multiplexer dapat memacu kemajuan dalam bidang seperti radar, pengimejan, dan Internet of Things. "Dalam satu dekad, kami menjangkakan teknologi terahertz ini diterima secara meluas dan diintegrasikan di pelbagai industri," kata Profesor Withayachumnankul.
Multiplexer juga boleh diintegrasikan dengan lancar dengan peranti beamforming terdahulu yang dibangunkan oleh pasukan, yang membolehkan fungsi komunikasi maju pada platform bersatu. Keserasian ini menyoroti fleksibiliti dan skalabiliti platform gelombang dielektrik yang berpakaian sederhana.
Penemuan penyelidikan pasukan telah diterbitkan dalam jurnal Laser & Fotonik Ulasan, menekankan kepentingan mereka dalam memajukan teknologi terahertz fotonik. Profesor Fujita berkata, "Dengan mengatasi halangan teknikal kritikal, inovasi ini dijangka merangsang aktiviti dan penyelidikan di lapangan."
Para penyelidik menjangkakan bahawa kerja mereka akan memberi inspirasi kepada aplikasi baru dan penambahbaikan teknologi selanjutnya pada tahun -tahun akan datang, akhirnya membawa kepada prototaip dan produk komersial.
Multiplexer ini merupakan langkah penting ke hadapan dalam membuka kunci potensi komunikasi terahertz. Ia menetapkan standard baru untuk peranti terahertz bersepadu dengan metrik prestasi yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Memandangkan permintaan untuk kelajuan tinggi, rangkaian komunikasi berkapasiti terus berkembang, inovasi sedemikian akan memainkan peranan penting dalam membentuk masa depan teknologi tanpa wayar.
Masa Post: Dec-16-2024