Ang isang bagong uri ng Terahertz multiplexer ay nagdoble ng kapasidad ng data at makabuluhang pinahusay na 6G na komunikasyon sa walang uliran na bandwidth at mababang pagkawala ng data.
Ipinakilala ng mga mananaliksik ang isang sobrang malawak na band na Terahertz multiplexer na nagdodoble ng kapasidad ng data at nagdadala ng rebolusyonaryong pagsulong sa 6G at higit pa. (Pinagmulan ng Imahe: Mga Larawan ng Getty)
Ang susunod na henerasyon na wireless na komunikasyon, na kinakatawan ng Terahertz Technology, ay nangangako na baguhin ang paghahatid ng data.
Ang mga sistemang ito ay nagpapatakbo sa mga frequency ng Terahertz, na nag-aalok ng walang kaparis na bandwidth para sa paghahatid at komunikasyon ng ultra-mabilis na data. Gayunpaman, upang lubos na mapagtanto ang potensyal na ito, ang mga makabuluhang teknikal na hamon ay dapat pagtagumpayan, lalo na sa pamamahala at epektibong paggamit ng magagamit na spectrum.
Ang isang pagsulong sa groundbreaking ay tumugon sa hamon na ito: ang unang ultra-wideband integrated terahertz polariseysyon (DE) multiplexer na natanto sa isang platform na walang silikon na substrate.
Ang makabagong disenyo na ito ay nagta-target sa sub-Tertahertz J Band (220-330 GHz) at naglalayong baguhin ang komunikasyon para sa 6G at higit pa. Ang aparato ay epektibong nagdodoble ng kapasidad ng data habang pinapanatili ang isang mababang rate ng pagkawala ng data, na naglalagay ng paraan para sa mahusay at maaasahang high-speed wireless network.
Ang koponan sa likod ng milestone na ito ay may kasamang propesor na mayaWat withayachumnankul mula sa University of Adelaide's School of Electrical and Mechanical Engineering, Dr. Weijie Gao, na ngayon ay isang postdoctoral researcher sa Osaka University, at Propesor Masayuki Fujita.
Sinabi ni Propesor Withayachumnankul, "Ang iminungkahing polariseysyon ng multiplexer ay nagbibigay -daan sa maraming mga daloy ng data na maipadala nang sabay -sabay sa loob ng parehong dalas ng banda, na epektibong pagdodoble ng kapasidad ng data." Ang kamag -anak na bandwidth na nakamit ng aparato ay hindi pa naganap sa anumang saklaw ng dalas, na kumakatawan sa isang makabuluhang paglukso para sa mga pinagsamang multiplexer.
Ang mga multiplexer ng polariseysyon ay mahalaga sa modernong komunikasyon dahil pinapagana nila ang maraming mga signal upang ibahagi ang parehong dalas ng banda, makabuluhang pagpapahusay ng kapasidad ng channel.
Nakamit ito ng bagong aparato sa pamamagitan ng paggamit ng mga conical directional coupler at anisotropic effective medium cladding. Ang mga sangkap na ito ay nagpapaganda ng birefringence ng polariseysyon, na nagreresulta sa isang mataas na ratio ng pagkalipol ng polariseysyon (PER) at malawak na bandwidth - mga key na katangian ng mahusay na mga sistema ng komunikasyon ng terahertz.
Hindi tulad ng mga tradisyonal na disenyo na umaasa sa kumplikado at dalas na umaasa sa asymmetric waveguides, ang bagong multiplexer ay gumagamit ng anisotropic cladding na may kaunting dalas na pag-asa lamang. Ang pamamaraang ito ay ganap na gumagamit ng maraming bandwidth na ibinigay ng mga conical coupler.
Ang resulta ay isang fractional bandwidth na malapit sa 40%, isang average bawat higit sa 20 dB, at isang minimum na pagkawala ng pagpasok ng humigit -kumulang na 1 dB. Ang mga sukatan ng pagganap na ito ay higit sa mga umiiral na mga disenyo ng optical at microwave, na madalas na nagdurusa mula sa makitid na bandwidth at mataas na pagkawala.
Ang gawain ng koponan ng pananaliksik ay hindi lamang nagpapabuti sa kahusayan ng mga sistema ng Terahertz ngunit inilalagay din ang saligan para sa isang bagong panahon sa wireless na komunikasyon. Nabanggit ni Dr. Gao, "Ang makabagong ito ay isang pangunahing driver sa pag -unlock ng potensyal ng komunikasyon ng Terahertz." Kasama sa mga aplikasyon ang high-definition na video streaming, pinalaki na katotohanan, at mga susunod na henerasyon na mga mobile network tulad ng 6G.
Ang mga tradisyunal na solusyon sa pamamahala ng polariseysyon ng terahertz, tulad ng orthogonal mode transducers (OMTs) batay sa hugis -parihaba na mga waveguides ng metal, ay nahaharap sa mga makabuluhang limitasyon. Ang karanasan ng mga waveguides ng metal ay nadagdagan ang pagkalugi ng ohmic sa mas mataas na mga frequency, at ang kanilang mga proseso ng pagmamanupaktura ay kumplikado dahil sa mahigpit na mga kinakailangan sa geometriko.
Ang mga optical polarization multiplexer, kabilang ang mga gumagamit ng Mach-Zehnder interferometer o photonic crystals, ay nag-aalok ng mas mahusay na integral at mas mababang pagkalugi ngunit madalas na nangangailangan ng mga trade-off sa pagitan ng bandwidth, compactness, at pagiging kumplikado ng pagmamanupaktura.
Ang mga direksyon ng coupler ay malawakang ginagamit sa mga optical system at nangangailangan ng malakas na polariseysyon birefringence upang makamit ang compact na laki at mataas bawat. Gayunpaman, ang mga ito ay limitado sa pamamagitan ng makitid na bandwidth at pagiging sensitibo sa mga pagpapahintulot sa pagmamanupaktura.
Pinagsasama ng bagong multiplexer ang mga pakinabang ng conical directional coupler at epektibong medium cladding, na pagtagumpayan ang mga limitasyong ito. Ang anisotropic cladding ay nagpapakita ng makabuluhang birefringence, na tinitiyak ang mataas sa buong isang malawak na bandwidth. Ang prinsipyong ito ng disenyo ay nagmamarka ng isang pag -alis mula sa tradisyonal na pamamaraan, na nagbibigay ng isang scalable at praktikal na solusyon para sa pagsasama ng Terahertz.
Ang pang -eksperimentong pagpapatunay ng multiplexer ay nakumpirma ang pambihirang pagganap nito. Ang aparato ay mahusay na nagpapatakbo sa saklaw ng 225-330 GHz, nakamit ang isang fractional bandwidth na 37.8% habang pinapanatili ang isang bawat itaas 20 dB. Ang compact na laki at pagiging tugma nito sa mga karaniwang proseso ng pagmamanupaktura ay ginagawang angkop para sa paggawa ng masa.
Sinabi ni Dr. Gao, "Ang makabagong ito ay hindi lamang nagpapabuti sa kahusayan ng mga sistema ng komunikasyon ng Terahertz kundi pati na rin ang paraan para sa mas malakas at maaasahang high-speed wireless network."
Ang mga potensyal na aplikasyon ng teknolohiyang ito ay lumalawak na lampas sa mga sistema ng komunikasyon. Sa pamamagitan ng pagpapabuti ng paggamit ng spectrum, ang multiplexer ay maaaring magmaneho ng mga pagsulong sa mga patlang tulad ng radar, imaging, at internet ng mga bagay. "Sa loob ng isang dekada, inaasahan namin na ang mga teknolohiyang terahertz na ito ay malawak na pinagtibay at isinama sa iba't ibang mga industriya," sabi ni Propesor Withayachumnankul.
Ang multiplexer ay maaari ring walang putol na isinama sa mga naunang beamforming na aparato na binuo ng koponan, na nagpapagana ng mga advanced na pag -andar ng komunikasyon sa isang pinag -isang platform. Ang pagiging tugma na ito ay nagtatampok ng kakayahang umangkop at scalability ng epektibong platform ng dielectric waveguide platform.
Ang mga natuklasan sa pananaliksik ng koponan ay nai -publish sa journal Laser & Photonic Review, na binibigyang diin ang kanilang kabuluhan sa pagsulong ng teknolohiya ng photonic terhertz. Sinabi ni Propesor Fujita, "Sa pamamagitan ng pagtagumpayan ng mga kritikal na hadlang sa teknikal, ang makabagong ito ay inaasahan na pasiglahin ang interes at aktibidad ng pananaliksik sa larangan."
Inaasahan ng mga mananaliksik na ang kanilang trabaho ay magbibigay inspirasyon sa mga bagong aplikasyon at karagdagang mga pagpapabuti sa teknolohiya sa mga darating na taon, na sa huli ay humahantong sa mga komersyal na prototypes at produkto.
Ang multiplexer na ito ay kumakatawan sa isang makabuluhang hakbang pasulong sa pag -unlock ng potensyal ng komunikasyon ng Terahertz. Nagtatakda ito ng isang bagong pamantayan para sa mga integrated na aparato ng Terahertz kasama ang hindi pa naganap na mga sukatan ng pagganap.
Habang ang demand para sa high-speed, ang mga network ng komunikasyon na may mataas na kapasidad ay patuloy na lumalaki, ang mga naturang pagbabago ay gagampanan ng isang mahalagang papel sa paghubog ng hinaharap ng teknolohiyang wireless.
Oras ng Mag-post: Dis-16-2024