Новы тып мультыплексара Terahertz падвоіў ёмістасць дадзеных і значна палепшыў 6G сувязь з беспрэцэдэнтнай прапускной здольнасцю і нізкай стратай дадзеных.
Даследчыкі прадставілі супер шырокі гурт Terahertz Multixer, які падвойвае магутнасць дадзеных і прыносіць рэвалюцыйны прагрэс да 6G і за яго межамі. (Крыніца выявы: Getty Images)
Бесправадная сувязь наступнага пакалення, прадстаўленая Terahertz Technology, абяцае зрабіць рэвалюцыю ў перадачы дадзеных.
Гэтыя сістэмы працуюць на частотах Terahertz, прапаноўваючы неперасягненую прапускную здольнасць для звышхуткай перадачы дадзеных і сувязі. Аднак для поўнага рэалізацыі гэтага патэнцыялу неабходна пераадолець значныя тэхнічныя праблемы, асабліва ў кіраванні і эфектыўным выкарыстанні даступнага спектру.
Наважлівы прасоўваўся прагрэс увайшоў у гэтую праблему: першая ўльтра-шырокая інтэграваная мультыплексара Terahertz (DE), рэалізаванай на платформе крэмнію без субстрата.
Гэты інавацыйны дызайн арыентуецца на Sub-Terahertz J Band (220-330 Ггц) і накіраваны на пераўтварэнне зносін для 6G і за яго межамі. Прылада эфектыўна падвойвае ёмістасць дадзеных, захоўваючы нізкую хуткасць страты дадзеных, адкрываючы шлях для эфектыўных і надзейных хуткасных бесправадных сетак.
Каманда, якая стаіць за гэтай вяхой, уключае прафесара Уітавата Вісаяхунанкула з школы электрычнай і машынабудавання Універсітэта Адэлаіды, доктара Вайджы Гао, які зараз з'яўляецца дактарантам універсітэта Осакі, і прафесарам Масаюкі Фуджыта.
Прафесар WINAYACHUMNANKUL заявіў: "Прапанаваны мультыплексар палярызацыі дазваляе адначасова перадавацца некалькімі патокамі дадзеных у межах адной дыяпазону частот, эфектыўна падвойваючы ёмістасць дадзеных". Адносная прапускная здольнасць, дасягнутая прыладай, беспрэцэдэнтная ў любым дыяпазоне частот, што ўяўляе сабой значны скачок для інтэграваных мультыплексараў.
Палярызацыйныя мультыплексары маюць важнае значэнне ў сучаснай камунікацыі, паколькі яны дазваляюць некалькі сігналаў мець аднолькавую дыяпазон частот, што значна павялічвае ёмістасць канала.
Новае прылада дасягае гэтага, выкарыстоўваючы канічныя накіраваныя муфты і анізатропную эфектыўную ашалёўку. Гэтыя кампаненты ўзмацняюць палярызацыю BireFringence, што прыводзіць да высокага каэфіцыента вымірання палярызацыі (PER) і шырокай прапускной здольнасці - ключоў характарыстык эфектыўных сістэм сувязі Terahertz.
У адрозненне ад традыцыйных канструкцый, якія абапіраюцца на складаныя і частата-залежныя асіметрычныя хваляводы, у новым мультыплексеры выкарыстоўваецца анізатропная абліцоўванне толькі з невялікай частатой залежнасці. Такі падыход у поўнай меры выкарыстоўвае шырокую прапускную здольнасць, забяспечаную канічнымі муфтамі.
У выніку атрымліваецца дробавая прапускная здольнасць, якая блізка да 40%, у сярэднім на 20 дБ і мінімальная страта ўстаўкі прыблізна ў 1 дБ. Гэтыя паказчыкі эфектыўнасці значна пераўзыходзяць тыя, якія маюць існуючыя аптычныя і мікрахвалевыя канструкцыі, якія часта пакутуюць ад вузкай прапускной здольнасці і высокай страты.
Праца даследчай групы павышае эфектыўнасць Terahertz Systems, але і задае аснову для новай эры ў бесправадной камунікацыі. Доктар Гао адзначыў: "Гэта новаўвядзенне з'яўляецца ключавым рухавіком у разблакіроўцы патэнцыялу зносін Terahertz". Прыкладанні ўключаюць у сябе перадачу відэа з высокай выразнасцю, дапоўненую рэальнасць і мабільныя сеткі наступнага пакалення, такія як 6G.
Традыцыйныя рашэнні для кіравання палярызацыяй тэрагерца, такія як артаганальныя датчыкі рэжыму (OMT) на аснове прамавугольных металічных хваляводаў, сутыкаюцца з значнымі абмежаваннямі. Металічныя хваляводы адчуваюць павышэнне страт ад аміі на больш высокіх частотах, а іх вытворчыя працэсы складаныя з -за жорсткіх геаметрычных патрабаванняў.
Аптычныя палярызацыйныя мультыплексары, у тым ліку тыя, якія выкарыстоўваюць інтэрферометры Mach-Zehnder або фатонныя крышталі, забяспечваюць больш якаснасць і меншыя страты, але часта патрабуюць кампрамісаў паміж прапускной здольнасцю, кампактнасцю і складанасцю вытворчасці.
Накіраваныя муфты шырока выкарыстоўваюцца ў аптычных сістэмах і патрабуюць моцнай палярызацыі, каб дасягнуць кампактных памераў і высокіх за PER. Аднак яны абмяжоўваюцца вузкай прапускной здольнасцю і адчувальнасцю да вытворчых талерантаў.
Новы мультыплекс спалучае ў сабе перавагі канічных накіраваных муфта і эфектыўнага сярэдняга абліцоўвання, пераадольваючы гэтыя абмежаванні. Анізатропная абліцоўванне праяўляе значную варажку, забяспечваючы вялікую колькасць шырокай прапускной здольнасці. Гэты прынцып праектавання азначае адыход ад традыцыйных метадаў, забяспечваючы маштабаванае і практычнае рашэнне для інтэграцыі Terahertz.
Эксперыментальная праверка мультыплексара пацвердзіла свае выключныя характарыстыкі. Прылада працуе эфектыўна ў дыяпазоне 225-330 ГГц, дасягаючы дробавай прапускной здольнасці 37,8%, захоўваючы пры гэтым вышэй за 20 дБ. Яго кампактны памер і сумяшчальнасць са стандартнымі вытворчымі працэсамі робяць яго прыдатным для масавага вытворчасці.
Доктар Гао заўважыў: "Гэта новаўвядзенне не толькі павышае эфектыўнасць сістэм сувязі Terahertz, але і адкрывае шлях для больш магутных і надзейных хуткасных бесправадных сетак".
Патэнцыйныя прымяненне гэтай тэхналогіі выходзяць за рамкі сістэм сувязі. Удасканальваючы выкарыстанне спектру, мультыплексар можа стымуляваць поспехі ў такіх палях, як радары, візуалізацыя і Інтэрнэт рэчаў. "На працягу дзесяцігоддзя мы чакаем, што гэтыя тэхналогіі Terahertz будуць шырока прыняты і інтэграваны ў розных галінах галіны", - заявіў прафесар Вінячунанкул.
Мультыплексар таксама можа быць бесперашкодна інтэграваны з больш раннімі прыладамі, распрацаванымі камандай, што дазваляе забяспечыць перадавыя функцыі сувязі на адзінай платформе. Гэтая сумяшчальнасць падкрэслівае універсальнасць і маштабаванасць эфектыўнай сярэдняй апранутай дыэлектрычнай платформы хвалявода.
Вынікі даследаванняў каманды былі апублікаваны ў часопісе Laser & Photonic аглядаў, падкрэсліваючы іх значэнне ў прасоўванні тэхналогій фатонічнай тэрагерц. Прафесар Фуджыта заўважыў: "Пераадольваючы крытычныя тэхнічныя бар'еры, чакаецца, што гэта новаўвядзенне стымулюе цікавасць і навукова -даследчую дзейнасць у гэтай галіне".
Даследчыкі мяркуюць, што іх праца натхніць новыя прыкладанні і далейшае тэхналагічнае паляпшэнне ў бліжэйшыя гады, што ў канчатковым выніку прывядзе да камерцыйных прататыпаў і прадуктаў.
Гэты мультыплекс уяўляе сабой значны крок наперад у разблакіроўцы патэнцыялу зносін Terahertz. Ён усталёўвае новы стандарт для інтэграваных прылад Terahertz са сваімі беспрэцэдэнтнымі паказчыкамі прадукцыйнасці.
Па меры таго, як попыт на хуткасныя сеткі сувязі з высокай магутнасцю працягвае расці, такія новаўвядзенні будуць гуляць вырашальную ролю ў фарміраванні будучыні бесправадной тэхналогіі.
Час паведамлення: снежань 16-2024