Jinis anyar saka terahertz multiplexer wis tikel kaping pindho kapasitas data lan Ngartekno nambah komunikasi 6G karo unprecedented bandwidth lan mundhut data kurang.
Peneliti wis ngenalake multiplexer terahertz pita super-sudhut sing ngganda kapasitas data lan nggawa kemajuan revolusioner menyang 6G lan ngluwihi. (Sumber gambar: Getty Images)
Komunikasi nirkabel generasi sabanjure, sing diwakili dening teknologi terahertz, janji bakal ngowahi revolusi transmisi data.
Sistem iki beroperasi ing frekuensi terahertz, nawakake bandwidth sing ora ana tandhingane kanggo transmisi data lan komunikasi sing cepet banget. Nanging, kanggo nyadari potensi kasebut kanthi lengkap, tantangan teknis sing signifikan kudu diatasi, utamane babagan ngatur lan nggunakake spektrum sing kasedhiya kanthi efektif.
Kemajuan terobosan wis ngatasi tantangan iki: polarisasi terahertz terintegrasi ultra-wideband (de)multiplexer pisanan sing diwujudake ing platform silikon tanpa substrat.
Desain inovatif iki ngarahake sub-terahertz J band (220-330 GHz) lan tujuane kanggo ngowahi komunikasi kanggo 6G lan ngluwihi. Piranti kasebut kanthi efektif ngganda kapasitas data nalika njaga tingkat mundhut data sing sithik, menehi dalan kanggo jaringan nirkabel kacepetan dhuwur sing efisien lan dipercaya.
Tim ing mburi tonggak sejarah iki kalebu Profesor Withawat Withayachumnankul saka Sekolah Teknik Elektro lan Mekanik Universitas Adelaide, Dr. Weijie Gao, saiki dadi peneliti postdoctoral ing Universitas Osaka, lan Profesor Masayuki Fujita.
Profesor Withayachumnankul nyatakake, "Multiplexer polarisasi sing diusulake ngidini sawetara aliran data bisa ditularake bebarengan ing pita frekuensi sing padha, kanthi efektif ngganda kapasitas data." Bandwidth relatif sing diraih piranti kasebut durung tau ana ing sawetara frekuensi, sing nuduhake lompatan sing signifikan kanggo multiplexer terpadu.
Multiplexer polarisasi penting ing komunikasi modern amarga ngidini sawetara sinyal kanggo nuduhake pita frekuensi sing padha, kanthi signifikan ningkatake kapasitas saluran.
Piranti anyar entuk iki kanthi nggunakake coupler arah conical lan cladding medium anisotropic efektif. Komponen kasebut ningkatake birefringence polarisasi, nyebabake rasio kepunahan polarisasi (PER) sing dhuwur lan bandwidth sing amba-karakteristik kunci sistem komunikasi terahertz sing efisien.
Ora kaya desain tradisional sing gumantung ing pandu gelombang asimetris sing kompleks lan gumantung frekuensi, multiplexer anyar nggunakake lapisan anisotropik kanthi katergantungan frekuensi sing sithik. Pendekatan iki kanthi nggunakake bandwidth sing akeh sing diwenehake dening coupler conical.
Asil kasebut yaiku bandwidth pecahan cedhak 40%, PER rata-rata ngluwihi 20 dB, lan mundhut selipan minimal kira-kira 1 dB. Metrik kinerja iki adoh ngluwihi desain optik lan gelombang mikro sing ana, sing asring nandhang bandwidth sing sempit lan mundhut dhuwur.
Karya tim riset ora mung nambah efisiensi sistem terahertz nanging uga nggawe dhasar kanggo jaman anyar komunikasi nirkabel. Dr Gao nyathet, "Inovasi iki minangka pembalap kunci kanggo mbukak kunci potensial komunikasi terahertz." Aplikasi kalebu streaming video definisi dhuwur, kasunyatan ditambah, lan jaringan seluler generasi sabanjure kaya 6G.
Solusi manajemen polarisasi terahertz tradisional, kayata transduser mode ortogonal (OMTs) adhedhasar pandu gelombang logam persegi panjang, ngadhepi watesan sing signifikan. Waveguides logam ngalami mundhut ohmic ing frekuensi sing luwih dhuwur, lan proses manufaktur rumit amarga syarat geometris sing ketat.
Multiplexer polarisasi optik, kalebu sing nggunakake interferometer Mach-Zehnder utawa kristal fotonik, nawakake integrasi sing luwih apik lan kerugian sing luwih murah nanging asring mbutuhake pertukaran antarane bandwidth, kompak, lan kerumitan manufaktur.
Directional couplers digunakake digunakake ing sistem optik lan mbutuhake birefringence polarisasi kuwat kanggo entuk ukuran kompak lan PER dhuwur. Nanging, padha diwatesi dening bandwidth sempit lan sensitivitas kanggo toleransi Manufaktur.
Multiplexer anyar nggabungake kaluwihan saka coupler arah conical lan cladding medium efektif, ngatasi watesan kasebut. Cladding anisotropic nuduhake birefringence sing signifikan, njamin PER dhuwur ing bandwidth sing amba. Prinsip desain iki menehi tandha metu saka cara tradisional, nyedhiyakake solusi sing bisa diukur lan praktis kanggo integrasi terahertz.
Validasi eksperimen saka multiplexer dikonfirmasi kinerja sing luar biasa. Piranti kasebut beroperasi kanthi efisien ing kisaran 225-330 GHz, entuk bandwidth pecahan 37,8% nalika njaga PER luwih saka 20 dB. Ukuran sing kompak lan kompatibilitas karo proses manufaktur standar nggawe cocok kanggo produksi massal.
Dr Gao ngendika, "Inovasi iki ora mung nambah efisiensi sistem komunikasi terahertz nanging uga mbukak dalan kanggo jaringan nirkabel kacepetan dhuwur sing luwih kuat lan dipercaya."
Aplikasi potensial teknologi iki ngluwihi sistem komunikasi. Kanthi nambah panggunaan spektrum, multiplexer bisa mimpin kemajuan ing lapangan kayata radar, imaging, lan Internet of Things. "Sajrone dasawarsa, kita ngarepake teknologi terahertz iki bakal diadopsi lan diintegrasi ing macem-macem industri," ujare Profesor Withayachumnankul.
Multiplexer uga bisa digabungake kanthi lancar karo piranti beamforming sadurungé sing dikembangake dening tim, supaya fungsi komunikasi sing luwih maju ing platform terpadu. Kompatibilitas iki nyoroti fleksibilitas lan skalabilitas platform pandu gelombang dielektrik nganggo medium sing efektif.
Temuan riset tim kasebut wis diterbitake ing jurnal Laser & Photonic Reviews, nandheske pentinge kanggo ngembangake teknologi terahertz fotonik. Profesor Fujita ngendika, "Kanthi ngatasi alangan teknis kritis, inovasi iki dikarepake bisa ngrangsang minat lan kegiatan riset ing lapangan."
Peneliti ngarepake manawa karyane bakal menehi inspirasi kanggo aplikasi anyar lan perbaikan teknologi luwih akeh ing taun-taun sing bakal teka, sing pungkasane ndadékaké prototipe lan produk komersial.
Multiplexer iki minangka langkah maju sing signifikan kanggo mbukak kunci potensial komunikasi terahertz. Iku nyetel standar anyar kanggo piranti terahertz terpadu karo metrik kinerja unprecedented sawijining.
Amarga panjaluk jaringan komunikasi kanthi kecepatan dhuwur lan kapasitas dhuwur terus tuwuh, inovasi kasebut bakal duwe peran penting kanggo mbentuk masa depan teknologi nirkabel.
Wektu kirim: Dec-16-2024