Terahertz multipleksorining yangi turi ma'lumotlar sig'imini ikki baravar oshirdi va misli ko'rilmagan tarmoqli kengligi va past ma'lumotlar yo'qotilishi bilan 6G aloqasini sezilarli darajada yaxshiladi.
Tadqiqotchilar maʼlumotlar sigʻimini ikki baravar oshiruvchi va 6G va undan keyingi tarmoqlarga inqilobiy yutuqlarni olib keladigan oʻta keng diapazonli terahertz multipleksorini taqdim etishdi. (Rasm manbai: Getty Images)
Terahertz texnologiyasi bilan ifodalangan yangi avlod simsiz aloqa ma'lumotlar uzatishda inqilob qilishni va'da qilmoqda.
Ushbu tizimlar terahertz chastotalarida ishlaydi va juda tez ma'lumotlarni uzatish va aloqa uchun misli ko'rilmagan tarmoqli kengligi taklif qiladi. Biroq, ushbu potentsialni to'liq ro'yobga chiqarish uchun, ayniqsa, mavjud spektrni boshqarish va undan samarali foydalanishda muhim texnik qiyinchiliklarni engib o'tish kerak.
Ilg'or yutuqlar ushbu muammoni hal qildi: substratsiz kremniy platformasida amalga oshirilgan birinchi ultra keng polosali integratsiyalangan teragerts polarizatsiyasi (de)multiplekseri.
Ushbu innovatsion dizayn sub-terahertz J diapazoniga (220-330 GGts) mo'ljallangan va 6G va undan tashqarida aloqani o'zgartirishga qaratilgan. Qurilma maʼlumotlar sigʻimini ikki baravar oshirib, maʼlumotlarni yoʻqotishning past tezligini saqlab, samarali va ishonchli yuqori tezlikdagi simsiz tarmoqlarga yoʻl ochadi.
Ushbu muhim bosqich ortidagi jamoa tarkibiga Adelaida universitetining elektrotexnika va mashinasozlik fakulteti professori Withawat Withayachumnankul, doktor Veyjie Gao, hozirda Osaka universitetida postdoktorlik tadqiqotchisi va professor Masayuki Fujita kiradi.
Professor Withayachumnankulning ta'kidlashicha, "Taklif etilayotgan polarizatsiya multipleksori bir vaqtning o'zida bir xil chastota diapazonida bir nechta ma'lumotlar oqimini uzatish imkonini beradi, bu esa ma'lumotlar sig'imini samarali ravishda ikki baravar oshiradi". Qurilma tomonidan erishilgan nisbiy tarmoqli kengligi har qanday chastota diapazonida misli ko'rilmagan bo'lib, o'rnatilgan multipleksorlar uchun sezilarli sakrashni anglatadi.
Polarizatsiya multipleksorlari zamonaviy aloqada muhim ahamiyatga ega, chunki ular bir nechta signallarni bir xil chastota diapazonini bo'lishish imkonini beradi va kanal hajmini sezilarli darajada oshiradi.
Yangi qurilma bunga konussimon yo'nalishli bog'lovchilar va anizotrop samarali vosita qoplamasidan foydalanish orqali erishadi. Ushbu komponentlar qutblanishning ikki sinuvchanligini kuchaytiradi, natijada yuqori polarizatsiya so'nish nisbati (PER) va keng tarmoqli kengligi - samarali terahertz aloqa tizimlarining asosiy xususiyatlari.
Murakkab va chastotaga bog'liq bo'lgan assimetrik to'lqin o'tkazgichlarga tayanadigan an'anaviy dizaynlardan farqli o'laroq, yangi multipleksor faqat bir oz chastotaga bog'liq bo'lgan anizotropik qoplamani qo'llaydi. Ushbu yondashuv konusning ulagichlari tomonidan taqdim etilgan keng tarmoqli kengligidan to'liq foydalanadi.
Natijada 40% ga yaqin fraksiyonel tarmoqli kengligi, o'rtacha PER 20 dB dan oshadi va minimal kiritish yo'qolishi taxminan 1 dB. Ushbu ishlash ko'rsatkichlari ko'pincha tor tarmoqli kengligi va yuqori yo'qotishlardan aziyat chekadigan mavjud optik va mikroto'lqinli dizaynlardan ancha ustundir.
Tadqiqot guruhining ishi nafaqat terahertz tizimlarining samaradorligini oshiradi, balki simsiz aloqada yangi davr uchun zamin yaratadi. Doktor Gao ta'kidlaganidek, "Ushbu innovatsiya terahertz aloqasining salohiyatini ochishda asosiy omil hisoblanadi". Ilovalarga yuqori aniqlikdagi video oqimlari, kengaytirilgan reallik va 6G kabi yangi avlod mobil tarmoqlari kiradi.
To'rtburchaklar metall to'lqin o'tkazgichlarga asoslangan ortogonal rejim transduserlari (OMTs) kabi an'anaviy terahertz polarizatsiyasini boshqarish echimlari sezilarli cheklovlarga duch keladi. Metall to'lqin uzatgichlari yuqori chastotalarda ohmik yo'qotishlarni boshdan kechiradi va ularni ishlab chiqarish jarayonlari qattiq geometrik talablar tufayli murakkabdir.
Optik polarizatsiya multipleksorlari, shu jumladan Mach-Zehnder interferometrlari yoki fotonik kristalllardan foydalanadiganlar, yaxshi integratsiya va kam yo'qotishlarni taklif qiladi, lekin ko'pincha tarmoqli kengligi, ixchamlik va ishlab chiqarish murakkabligi o'rtasidagi o'zaro kelishuvni talab qiladi.
Yo'nalishli ulagichlar optik tizimlarda keng qo'llaniladi va ixcham o'lcham va yuqori PERga erishish uchun kuchli qutblanishning ikki sinishi talab qilinadi. Biroq, ular tor tarmoqli kengligi va ishlab chiqarish tolerantliklariga sezgirlik bilan cheklangan.
Yangi multipleksor konusning yo'nalishli bog'lovchilari va samarali vosita qoplamalarining afzalliklarini birlashtirib, bu cheklovlarni bartaraf etadi. Anizotropik qoplama sezilarli ikki sinuvchanlikni namoyish etadi, bu keng tarmoqli kengligi bo'ylab yuqori PERni ta'minlaydi. Ushbu dizayn printsipi an'anaviy usullardan voz kechishni anglatadi, terahertz integratsiyasi uchun kengaytiriladigan va amaliy echimni ta'minlaydi.
Multiplekserning eksperimental tekshiruvi uning ajoyib ishlashini tasdiqladi. Qurilma 225-330 gigagertsli diapazonda samarali ishlaydi, PER ni 20 dB dan yuqori ushlab turganda 37,8% fraksiyonel tarmoqli kengligiga erishadi. Uning ixcham o'lchamlari va standart ishlab chiqarish jarayonlariga mosligi uni ommaviy ishlab chiqarishga moslashtiradi.
Doktor Gao ta'kidladi: "Ushbu yangilik nafaqat terahertz aloqa tizimlarining samaradorligini oshiradi, balki yanada kuchli va ishonchli yuqori tezlikdagi simsiz tarmoqlarga yo'l ochadi".
Ushbu texnologiyaning potentsial ilovalari aloqa tizimlaridan tashqariga chiqadi. Spektrdan foydalanishni yaxshilash orqali multipleksor radar, tasvirlash va narsalarning interneti kabi sohalarda yutuqlarga erishishi mumkin. "O'n yil ichida biz ushbu terahertz texnologiyalari keng miqyosda qo'llanilishini va turli sohalarda integratsiya qilinishini kutmoqdamiz", dedi professor Withayachumnankul.
Multiplekser, shuningdek, jamoa tomonidan ishlab chiqilgan oldingi beamforming qurilmalari bilan muammosiz birlashtirilishi mumkin, bu yagona platformada ilg'or aloqa funktsiyalarini ta'minlaydi. Ushbu muvofiqlik samarali o'rta qoplamali dielektrik to'lqinli platformaning ko'p qirrali va kengaytirilishini ta'kidlaydi.
Jamoaning tadqiqot natijalari Laser & Photonic Reviews jurnalida chop etildi va ularning fotonik terahertz texnologiyasini rivojlantirishdagi ahamiyatini ta'kidladi. Professor Fujita ta'kidladi: "Muhim texnik to'siqlarni engib o'tish orqali ushbu yangilik sohaga qiziqish va tadqiqot faoliyatini rag'batlantirishi kutilmoqda".
Tadqiqotchilar, ularning ishlari kelgusi yillarda yangi ilovalar va texnologik yaxshilanishlarni ilhomlantiradi, natijada tijorat prototiplari va mahsulotlarga olib keladi, deb taxmin qilmoqda.
Ushbu multipleksor terahertz aloqasining potentsialini ochishda muhim qadamdir. U o'zining misli ko'rilmagan ishlash ko'rsatkichlari bilan birlashtirilgan terahertz qurilmalari uchun yangi standartni o'rnatadi.
Yuqori tezlikdagi, yuqori sig'imli aloqa tarmoqlariga talab o'sishda davom etar ekan, bunday innovatsiyalar simsiz texnologiyalarning kelajagini shakllantirishda hal qiluvchi rol o'ynaydi.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 16 dekabr