Aina mpya ya Terahertz Multiplexer imeongeza uwezo wa data mara mbili na imeongeza sana mawasiliano ya 6G na bandwidth isiyo ya kawaida na upotezaji wa data ya chini.
Watafiti wameanzisha bendi kubwa ya Terahertz Multiplexer ambayo inazidisha uwezo wa data na huleta maendeleo ya mapinduzi kwa 6G na zaidi. (Chanzo cha picha: Picha za Getty)
Mawasiliano ya waya isiyo na waya inayofuata, iliyowakilishwa na Teknolojia ya Terahertz, inaahidi kurekebisha maambukizi ya data.
Mifumo hii inafanya kazi kwa masafa ya Terahertz, ikitoa bandwidth isiyo na usawa ya usambazaji wa data ya haraka na mawasiliano. Walakini, ili kutambua kikamilifu uwezo huu, changamoto muhimu za kiufundi lazima zishindwe, haswa katika kusimamia na kutumia vyema wigo unaopatikana.
Maendeleo ya msingi yameshughulikia changamoto hii: ya kwanza ya upana wa upana wa terahertz polarization (DE) iliyogunduliwa kwenye jukwaa la silicon isiyo na msingi.
Ubunifu huu wa ubunifu unalenga bendi ndogo ya TERAHERTZ J (220-330 GHz) na inakusudia kubadilisha mawasiliano kwa 6G na zaidi. Kifaa kinaongeza uwezo wa data mara mbili wakati wa kudumisha kiwango cha chini cha upotezaji wa data, hutengeneza njia ya mitandao isiyo na waya yenye kasi na yenye kasi.
Timu iliyo nyuma ya hatua hii ni pamoja na Profesa Withat Withayachumnankul kutoka Chuo Kikuu cha Adelaide's School of Electrical and Mechanical Engineering, Dk Weijie Gao, sasa mtafiti wa postdoctoral katika Chuo Kikuu cha Osaka, na Profesa Masayuki Fujita.
Profesa Withachumnankul alisema, "Multiplexer inayopendekezwa inaruhusu mito mingi ya data kupitishwa wakati huo huo ndani ya bendi hiyo ya masafa, inaongeza uwezo wa data mara mbili." Bandwidth ya jamaa inayopatikana na kifaa haijawahi kufanywa katika safu yoyote ya masafa, inawakilisha kiwango kikubwa cha viboreshaji vilivyojumuishwa.
Vipimo vya kuzidisha polarization ni muhimu katika mawasiliano ya kisasa kwani yanawezesha ishara nyingi kushiriki bendi sawa ya frequency, kuongeza uwezo wa kituo.
Kifaa kipya kinafanikisha hii kwa kutumia couplers za mwelekeo wa conical na anisotropic ufanisi wa kati. Vipengele hivi huongeza uboreshaji wa polarization, na kusababisha kiwango cha juu cha kutoweka kwa polarization (PER) na bandwidth pana -sifa muhimu za mifumo bora ya mawasiliano ya Terahertz.
Tofauti na miundo ya jadi ambayo hutegemea wimbi ngumu na za kawaida zinazotegemea asymmetric, multiplexer mpya huajiri kufurika kwa anisotropic na utegemezi mdogo tu wa frequency. Njia hii inaangazia kikamilifu upelekaji mkubwa wa bandwidth inayotolewa na washirika wa kawaida.
Matokeo yake ni bandwidth ya karibu na 40%, wastani kwa zaidi ya 20 dB, na upotezaji wa chini wa takriban 1 dB. Metriki hizi za utendaji huzidi zile za miundo iliyopo ya macho na microwave, ambayo mara nyingi inakabiliwa na bandwidth nyembamba na upotezaji wa hali ya juu.
Kazi ya timu ya utafiti sio tu huongeza ufanisi wa mifumo ya Terahertz lakini pia inaweka msingi wa enzi mpya katika mawasiliano ya waya. Dk Gao alibaini, "Ubunifu huu ni dereva muhimu katika kufungua uwezo wa mawasiliano ya Terahertz." Maombi ni pamoja na utiririshaji wa video ya ufafanuzi wa hali ya juu, ukweli uliodhabitiwa, na mitandao ya rununu ya kizazi kijacho kama 6G.
Suluhisho za usimamizi wa polarization ya jadi ya terahertz, kama vile transducers za modi ya orthogonal (OMTS) kulingana na wimbi la chuma la mstatili, wanakabiliwa na mapungufu makubwa. Uzoefu wa wimbi la chuma uliongezeka upotezaji wa ohmic kwa masafa ya juu, na michakato yao ya utengenezaji ni ngumu kwa sababu ya mahitaji magumu ya jiometri.
Optical polarization multiplexers, pamoja na zile zinazotumia mach-Zehnder interferometers au fuwele za picha, hutoa ujumuishaji bora na hasara za chini lakini mara nyingi huhitaji biashara kati ya bandwidth, compactness, na ugumu wa utengenezaji.
Couplers za mwelekeo hutumiwa sana katika mifumo ya macho na zinahitaji birefringence kali ya polarization kufikia ukubwa wa kompakt na ya juu. Walakini, ni mdogo na bandwidth nyembamba na usikivu wa uvumilivu wa utengenezaji.
Multiplexer mpya inachanganya faida za washirika wa mwelekeo wa conical na bladding bora ya kati, kushinda mapungufu haya. Kuweka kwa anisotropic kunaonyesha birefringence muhimu, kuhakikisha juu kwa kila bandwidth pana. Kanuni hii ya kubuni inaashiria kuondoka kutoka kwa njia za jadi, kutoa suluhisho mbaya na ya vitendo kwa ujumuishaji wa Terahertz.
Uthibitishaji wa majaribio ya multiplexer ilithibitisha utendaji wake wa kipekee. Kifaa hicho hufanya kazi vizuri katika safu ya 225-330 GHz, kufikia upelekaji wa bandwidth ya 37.8% wakati wa kudumisha juu ya 20 dB. Saizi yake ngumu na utangamano na michakato ya kawaida ya utengenezaji hufanya iwe inafaa kwa uzalishaji wa misa.
Dk. Gao alisema, "Ubunifu huu sio tu unaongeza ufanisi wa mifumo ya mawasiliano ya Terahertz lakini pia huweka njia ya mitandao yenye nguvu zaidi na ya kuaminika ya wireless."
Matumizi yanayowezekana ya teknolojia hii yanaongeza zaidi ya mifumo ya mawasiliano. Kwa kuboresha utumiaji wa wigo, multiplexer inaweza kuendesha maendeleo katika uwanja kama vile rada, mawazo, na mtandao wa mambo. "Katika muongo mmoja, tunatarajia teknolojia hizi za Terahertz zipitishwe sana na kuunganishwa katika tasnia mbali mbali," Profesa Withaachumnankul alisema.
Multiplexer pia inaweza kuunganishwa bila mshono na vifaa vya mapema vya kuchora vilivyotengenezwa na timu, kuwezesha utendaji wa hali ya juu wa mawasiliano kwenye jukwaa la umoja. Utangamano huu unaangazia uboreshaji na usumbufu wa jukwaa la wimbi la dielectric la kati.
Matokeo ya utafiti wa timu hiyo yamechapishwa katika jarida la Laser & Photonic, na kusisitiza umuhimu wao katika kukuza teknolojia ya picha ya terahertz. Profesa Fujita alisema, "Kwa kushinda vizuizi muhimu vya kiufundi, uvumbuzi huu unatarajiwa kuchochea riba na shughuli za utafiti kwenye uwanja."
Watafiti wanatarajia kuwa kazi yao itahamasisha matumizi mapya na maboresho zaidi ya kiteknolojia katika miaka ijayo, hatimaye na kusababisha prototypes za kibiashara na bidhaa.
Multiplexer hii inawakilisha hatua muhimu mbele katika kufungua uwezo wa mawasiliano ya Terahertz. Inaweka kiwango kipya cha vifaa vya terahertz vilivyojumuishwa na metriki zake ambazo hazijawahi kutekelezwa.
Kama mahitaji ya mitandao ya mawasiliano ya kasi kubwa, yenye uwezo mkubwa inaendelea kukua, uvumbuzi kama huo utachukua jukumu muhimu katika kuunda mustakabali wa teknolojia isiyo na waya.
Wakati wa chapisho: DEC-16-2024