Një lloj i ri i multiplexerit terahertz ka dyfishuar kapacitetin e të dhënave dhe ka përmirësuar ndjeshëm komunikimin 6G me bandwidth të paparë dhe humbje të ulët të të dhënave.
Studiuesit kanë prezantuar një bandë super të gjerë Terahertz Multiplexer që dyfishon kapacitetin e të dhënave dhe sjell përparime revolucionare në 6g dhe më gjerë. (Burimi i figurës: Getty Images)
Komunikimi pa tel i gjeneratës tjetër, e përfaqësuar nga Terahertz Technology, premton të revolucionarizojë transmetimin e të dhënave.
Këto sisteme funksionojnë në frekuencat e terahertz, duke ofruar një bandë të pashembullt për transmetimin dhe komunikimin ultra të shpejtë të të dhënave. Sidoqoftë, për të realizuar plotësisht këtë potencial, sfida të rëndësishme teknike duhet të tejkalohen, veçanërisht në menaxhimin dhe përdorimin në mënyrë efektive të spektrit të disponueshëm.
Një përparim themelor e ka adresuar këtë sfidë: e para e polarizimit të integruar ultra të gjerë Terahertz (DE) multiplexer i realizuar në një platformë silikoni pa substrate.
Ky dizajn inovativ synon bandën nën-terhertz J (220-330 GHz) dhe synon të transformojë komunikimin për 6g dhe më gjerë. Pajisja në mënyrë efektive dyfishon kapacitetin e të dhënave duke ruajtur një normë të ulët të humbjes së të dhënave, duke hapur rrugën për rrjete pa tel me efikasitet dhe të besueshëm me shpejtësi të lartë.
Ekipi që qëndron pas këtij moment historik përfshin Profesor Withawat Withayachumnankul nga Shkolla e Inxhinierisë Elektrike dhe Mekanike e Universitetit të Adelaide, Dr. Weijie Gao, tani një studiues postdoktoral në Universitetin Osaka, dhe Profesor Masayuki Fujita.
Profesori Withayachumnancul deklaroi, "Multiplexer i propozuar i polarizimit lejon që rrjedhat e shumta të të dhënave të transmetohen njëkohësisht brenda të njëjtit brez frekuence, duke dyfishuar në mënyrë efektive kapacitetin e të dhënave." Gjerësia e brezit relativ të arritur nga pajisja është e pashembullt në çdo gamë të frekuencës, që përfaqëson një hap të rëndësishëm për multiplexers të integruar.
Multiplexerët e polarizimit janë thelbësorë në komunikimin modern pasi ato mundësojnë sinjale të shumta të ndajnë të njëjtën bandë frekuence, duke rritur ndjeshëm kapacitetin e kanalit.
Pajisja e re e arrin këtë duke përdorur bashkues konikë të drejtimit dhe veshje të mesme efektive anizotropike. Këto komponentë përmirësojnë birringence të polarizimit, duke rezultuar në një raport të lartë të polarizimit të polarizimit (PER) dhe gjerësi të gjerë të bandës - karakteristikat e sistemeve efikase të komunikimit terahertz.
Për dallim nga modelet tradicionale që mbështeten në shiritat asimetrikë të varur nga komplekse dhe të varura nga frekuenca, multiplexer i ri përdor veshjen anizotropike me vetëm varësi të vogël të frekuencës. Kjo qasje shfrytëzon plotësisht gjerësinë e bandës së bollshme të siguruar nga bashkuesit konikë.
Rezultati është një gjerësi e bandës së pjesshme afër 40%, një mesatare për tejkalimin e 20 dB, dhe një humbje minimale e futjes prej afro 1 dB. Këto metrikë të performancës tejkalojnë shumë ato të modeleve ekzistuese optike dhe mikrovalë, të cilat shpesh vuajnë nga gjerësia e ngushtë e bandës dhe humbja e lartë.
Puna e ekipit hulumtues jo vetëm që rrit efikasitetin e sistemeve terahertz, por gjithashtu vendos bazat për një epokë të re në komunikimin pa tel. Dr Gao vuri në dukje, "Kjo risi është një shtytës kryesor në zhbllokimin e potencialit të komunikimit Terahertz". Aplikimet përfshijnë transmetimin e videove me definicion të lartë, realitetin e shtuar dhe rrjetet e lëvizshme të gjeneratës së ardhshme si 6G.
Zgjidhjet tradicionale të menaxhimit të polarizimit terahertz, të tilla si dhënësit e modalitetit ortogonal (OMT) bazuar në shufrat e valëve metalike drejtkëndëshe, përballen me kufizime të konsiderueshme. Valët e valëve metalike përjetojnë humbje të rritura ohmike në frekuenca më të larta, dhe proceset e tyre të prodhimit janë komplekse për shkak të kërkesave të rrepta gjeometrike.
Multiplexerët optikë të polarizimit, përfshirë ata që përdorin interferometra Mach-Zehnder ose kristale fotonike, ofrojnë integrueshmëri më të mirë dhe humbje më të ulëta, por shpesh kërkojnë tregtime midis gjerësisë së bandës, kompaktësisë dhe kompleksitetit të prodhimit.
Bashkuesit e drejtimit përdoren gjerësisht në sistemet optike dhe kërkojnë birarizim të fortë të polarizimit për të arritur madhësi kompakte dhe të lartë për. Sidoqoftë, ato janë të kufizuara nga gjerësia e bandës së ngushtë dhe ndjeshmëria ndaj tolerancave të prodhimit.
Multiplexer i ri kombinon avantazhet e bashkuesve konik të drejtimit dhe veshjes efektive të mesme, duke kapërcyer këto kufizime. Veshja anizotropike shfaq një birefringence të konsiderueshme, duke siguruar të lartë për një gjerësi të gjerë të bandës. Ky parim i projektimit shënon një largim nga metodat tradicionale, duke siguruar një zgjidhje të shkallëzueshme dhe praktike për integrimin e terahertz.
Vlerësimi eksperimental i multiplexerit konfirmoi performancën e tij të jashtëzakonshme. Pajisja funksionon në mënyrë efikase në rangun 225-330 GHz, duke arritur një bandë të pjesshme prej 37.8% duke ruajtur një për mbi 20 dB. Madhësia e saj kompakte dhe përputhshmëria me proceset standarde të prodhimit e bëjnë atë të përshtatshme për prodhimin në masë.
Dr Gao vërejti, "Kjo risi jo vetëm që rrit efikasitetin e sistemeve të komunikimit Terahertz, por gjithashtu hap rrugën për rrjete pa tel më të fuqishme dhe të besueshme me shpejtësi të lartë."
Aplikimet e mundshme të kësaj teknologjie shtrihen përtej sistemeve të komunikimit. Duke përmirësuar përdorimin e spektrit, multiplexer mund të nxisë përparime në fusha të tilla si radari, imazhi dhe Interneti i Gjërave. "Brenda një dekade, ne presim që këto teknologji terahertz të adoptohen dhe integrohen gjerësisht në industri të ndryshme," deklaroi profesori Withayachumnankul.
Multiplexer gjithashtu mund të integrohet pa probleme me pajisjet e mëparshme të rrezeve të zhvilluara nga ekipi, duke mundësuar funksionalitete të përparuara të komunikimit në një platformë të unifikuar. Kjo pajtueshmëri nxjerr në pah shkathtësinë dhe shkallëzueshmërinë e platformës efektive të valës dielektrike të veshur me mesatare.
Gjetjet e hulumtimit të ekipit janë botuar në revistën Laser & Photonic Review, duke theksuar rëndësinë e tyre në avancimin e teknologjisë fotonike terahertz. Profesori Fujita vërejti, "Duke kapërcyer pengesat teknike kritike, kjo risi pritet të stimulojë interesin dhe aktivitetin kërkimor në këtë fushë".
Studiuesit parashikojnë që puna e tyre do të frymëzojë aplikime të reja dhe përmirësime të mëtejshme teknologjike në vitet e ardhshme, duke çuar përfundimisht në prototipe dhe produkte tregtare.
Ky multiplexer paraqet një hap të rëndësishëm përpara për të zhbllokuar potencialin e komunikimit terahertz. Ai vendos një standard të ri për pajisjet e integruara terahertz me metrikat e tij të paparë të performancës.
Ndërsa kërkesa për rrjete komunikimi me shpejtësi të lartë, me kapacitet të lartë vazhdon të rritet, risi të tilla do të luajnë një rol vendimtar në formimin e së ardhmes së teknologjisë pa tel.
Koha e Postimit: Dhjetor-16-2024