Терагерц мультиплексорунун жаңы түрү маалымат сыйымдуулугун эки эсеге көбөйттү жана 6G байланышын болуп көрбөгөндөй өткөрүү жөндөмдүүлүгү жана аз маалымат жоготуулары менен бир топ жакшыртты.
Изилдөөчүлөр маалымат сыйымдуулугун эки эсеге көбөйткөн жана 6G жана андан кийинкиге революциялык жетишкендиктерди алып келген супер кең диапазондогу терагерц мультиплексерин киргизишти. (Сүрөт булагы: Getty Images)
Терагерц технологиясы менен көрсөтүлгөн кийинки муундагы зымсыз байланыш маалымат берүүнүн трансляциясын убада кылат.
Бул системалар терагерц жыштыктарында иштешет, бул өтө тез маалыматтарды берүү жана байланыш үчүн теңдешсиз өткөрүү жөндөмдүүлүгүн сунуш кылат. Бирок, бул потенциалды толук ишке ашыруу үчүн, өзгөчө, жеткиликтүү спектрди башкарууда жана натыйжалуу пайдаланууда олуттуу техникалык кыйынчылыктарды жеңүү керек.
Негизги жетишкендик бул көйгөйдү чечти: биринчи ультра кең тилкелүү интеграцияланган терагерц поляризациялоочу (де) мультиплексер субстратсыз кремний платформасында ишке ашты.
Бул инновациялык дизайн суб-терагерц J диапазонуна (220-330 ГГц) багытталган жана 6G жана андан тышкаркы байланыштар үчүн байланышты өзгөртүүгө багытталган. Аппарат маалымат сыйымдуулугун эффективдүү эки эсеге көбөйтөт, ошол эле учурда маалымат жоготуу ылдамдыгынын төмөндүгүн сактап, эффективдүү жана ишенимдүү жогорку ылдамдыктагы зымсыз тармактарга жол ачат.
Бул этаптын артында турган команданын курамына Аделаида университетинин Электротехника жана механикалык инженерия мектебинин профессору Вивават Утиячумнанкул, Осака университетинин докторантурадан кийинки изилдөөчүсү, азыр доктор Вейжи Гао жана профессор Масаюки Фуджита кирет.
Профессор Утиячумнанкул мындай деп билдирди: "Сунушталган поляризациялык мультиплексор бир эле жыштык тилкесинде бир эле учурда бир нече маалымат агымын өткөрүүгө мүмкүндүк берет, бул маалымат сыйымдуулугун эффективдүү эки эсеге көбөйтөт." Түзмөк жетишилген салыштырмалуу өткөрүү жөндөмдүүлүгү бардык жыштык диапазонунда болуп көрбөгөндөй болуп, интеграцияланган мультиплексорлор үчүн олуттуу секирикти билдирет.
Поляризациялык мультиплексорлор заманбап байланышта абдан маанилүү, анткени алар бир нече сигналдарды бир жыштык тилкесин бөлүшүүгө мүмкүндүк берип, каналдын сыйымдуулугун олуттуу жогорулатат.
Жаңы аппарат буга конус багыттуу бириктиргичтерин жана анизотроптук эффективдүү орто жабууну колдонуу менен жетишет. Бул компоненттер поляризациянын кош сынуулугун күчөтөт, натыйжада жогорку поляризациялык өчүү коэффициенти (PER) жана кеңири өткөрүү жөндөмдүүлүгү - эффективдүү терагерц байланыш системаларынын негизги мүнөздөмөлөрү.
Татаал жана жыштыкка көз каранды ассиметриялык толкун өткөргүчтөрүнө таянган салттуу конструкциялардан айырмаланып, жаңы мультиплексор анизотроптук каптаманы бир аз жыштык көз карандылыгы менен колдонот. Бул ыкма конус туташтыргычтар тарабынан камсыз кылынган өткөрүү жөндөмдүүлүгүн толугу менен колдонот.
Натыйжада 40% жакын өткөөлдүүлүк, орточо PER 20 дБ ашат жана минималдуу киргизүү жоготуу болжол менен 1 дБ. Бул өндүрүмдүүлүк көрсөткүчтөрү көп учурда тар өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө жана жоготууга дуушар болгон учурдагы оптикалык жана микротолкундуу конструкциялардан алда канча ашып кетет.
Изилдөө тобунун иши терагерц системаларынын эффективдүүлүгүн гана жогорулатпастан, зымсыз байланыштын жаңы дооруна негиз түзөт. Доктор Гао белгилегендей, "Бул инновация терагерц байланышынын потенциалын ачууда негизги кыймылдаткыч болуп саналат". Тиркемелерге жогорку сапаттагы видео агымы, кошумчаланган чындык жана 6G сыяктуу кийинки муундагы мобилдик тармактар кирет.
Терагерцтин поляризациясын башкаруунун салттуу чечимдери, мисалы, тик бурчтуу металл толкун өткөргүчтөрүнө негизделген ортогоналдык режим өзгөрткүчтөрү (OMTs) олуттуу чектөөлөргө дуушар болот. Металл толкун өткөргүчтөрү жогорку жыштыктарда омикалык жоготууларды көбөйтөт жана алардын өндүрүш процесстери катуу геометриялык талаптардан улам татаал.
Оптикалык поляризациялык мультиплексорлор, анын ичинде Мах-Зехдер интерферометрлерин же фотоникалык кристаллдарды колдонгондор, жакшы интегралдык жана азыраак жоготууларды сунуштайт, бирок көбүнчө өткөрүү жөндөмдүүлүгү, компакттуулук жана өндүрүштүн татаалдыгы ортосунда алмашууну талап кылат.
Багыттуу бириктиргичтер оптикалык системаларда кеңири колдонулат жана компакттуу өлчөмгө жана жогорку PERге жетүү үчүн күчтүү поляризациялык кош сынуучулукту талап кылат. Бирок, алар тар өткөрүү жөндөмдүүлүгү жана өндүрүш толеранттуулугуна сезгичтик менен чектелген.
Жаңы мультиплексор конус багыттуу кошкучтардын жана эффективдүү орто жабуунун артыкчылыктарын бириктирип, бул чектөөлөрдү жеңет. Анизотроптук каптама олуттуу эки сынуучулукту көрсөтөт, бул кең өткөрүү тилкесинде жогорку PERди камсыз кылат. Бул долбоорлоо принциби терагерц интеграциясы үчүн масштабдуу жана практикалык чечимди камсыз кылуу менен салттуу методдордон баш тартууну билдирет.
Мультиплексордун эксперименталдык валидациясы анын өзгөчө натыйжалуулугун тастыктады. Аппарат 225-330 ГГц диапазонунда эффективдүү иштейт, 20 дБден жогору PERди сактап, 37,8% бөлүкчө өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө жетет. Анын компакттуу өлчөмү жана стандарттуу өндүрүш процесстери менен шайкештиги аны массалык өндүрүшкө ылайыктуу кылат.
Доктор Гао мындай деп белгиледи: "Бул инновация терагерц байланыш системаларынын натыйжалуулугун гана жогорулатпастан, ошондой эле күчтүү жана ишенимдүү жогорку ылдамдыктагы зымсыз тармактарга жол ачат".
Бул технологиянын потенциалдуу колдонмолору байланыш тутумдарынан тышкары. Спектрди колдонууну жакшыртуу менен мультиплексор радар, сүрөт тартуу жана нерселердин интернети сыяктуу тармактарда ийгиликтерди камсыздай алат. "Он жылдын ичинде биз бул терагерц технологиялары кеңири жайылтылат жана ар түрдүү тармактарда интеграцияланат деп күтөбүз", - деди профессор Виячумнанкул.
Мультиплексор ошондой эле команда тарабынан иштелип чыккан мурунку нур түзүүчү түзүлүштөр менен кемчиликсиз интеграцияланышы мүмкүн, бул бирдиктүү платформада өнүккөн байланыш функцияларын камсыз кылат. Бул шайкештик эффективдүү орто капталган диэлектрик толкун өткөргүч платформасынын ар тараптуулугун жана масштабдуулугун баса белгилейт.
Команданын изилдөө жыйынтыктары Laser & Photonic Reviews журналында жарыяланып, алардын фотоникалык терагерц технологиясын өнүктүрүүдөгү мааниси баса белгиленди. Профессор Фужита мындай деп белгиледи: "Критикалык техникалык тоскоолдуктарды жеңүү менен, бул инновация бул тармакка кызыгууну жана изилдөө ишмердүүлүгүн стимулдайт деп күтүлүүдө".
Окумуштуулар алардын иши жакынкы жылдарда жаңы тиркемелерди жана технологиялык өркүндөтүүнү шыктандырып, акыры коммерциялык прототиптерге жана продуктыларга алып келет деп күтүшөт.
Бул мультиплексор терагерц байланыштын потенциалын ачууда алдыга жасалган олуттуу кадам болуп саналат. Ал өзүнүн болуп көрбөгөндөй аткаруу көрсөткүчтөрү менен интеграцияланган терагерц аппараттары үчүн жаңы стандартты белгилейт.
Жогорку ылдамдыктагы, жогорку сыйымдуулуктагы байланыш тармактарына суроо-талап өсүп жаткандыктан, мындай инновациялар зымсыз технологиянын келечегин калыптандырууда чечүүчү ролду ойнойт.
Посттун убактысы: 2024-жылдын 16-декабрына чейин