Жаңы типтеги терагерц мультиплексору маалымат сыйымдуулугун эки эсеге көбөйтүп, 6G байланышын болуп көрбөгөндөй өткөрүү жөндөмдүүлүгү жана маалыматтардын жоголушун азайтып, бир топ жакшыртты.
Изилдөөчүлөр маалыматтардын сыйымдуулугун эки эсеге көбөйтүп, 6G жана андан жогорку тармактарга революциялык жетишкендиктерди алып келген өтө кең тилкелүү терагерц мультиплексорун сунушташты. (Сүрөттүн булагы: Getty Images)
Терагерц технологиясы менен көрсөтүлгөн кийинки муундагы зымсыз байланыш маалыматтарды берүү тармагында төңкөрүш жасоого убада берет.
Бул системалар терагерц жыштыктарында иштейт, бул өтө тез маалыматтарды берүү жана байланыш үчүн теңдешсиз өткөрүү жөндөмдүүлүгүн сунуштайт. Бирок, бул потенциалды толук ишке ашыруу үчүн, айрыкча, жеткиликтүү спектрди башкаруу жана натыйжалуу пайдалануу жаатында олуттуу техникалык кыйынчылыктарды жеңүү керек.
Бул көйгөйдү чечкен революциялык жетишкендик: субстратсыз кремний платформасында ишке ашырылган биринчи ультра кең тилкелүү интеграцияланган терагерц поляризациясы (де)мультиплексор.
Бул инновациялык дизайн терагерцтен төмөн J диапазонуна (220-330 ГГц) багытталган жана байланышты 6G жана андан жогорку деңгээлдер үчүн өзгөртүүгө багытталган. Түзмөк маалыматтардын жоголушунун төмөн ылдамдыгын сактап калуу менен маалыматтардын сыйымдуулугун натыйжалуу эки эсеге көбөйтөт, бул натыйжалуу жана ишенимдүү жогорку ылдамдыктагы зымсыз тармактарга жол ачат.
Бул маанилүү окуянын артында турган команданын курамына Аделаида университетинин Электр жана механикалык инженерия мектебинин профессору Витават Витаячумнанкул, азыр Осака университетинде постдокторантурада окуган доктор Вэйжие Гао жана профессор Масаюки Фуджита кирет.
Профессор Витхаячумнанкул: "Сунушталган поляризация мультиплексору бир жыштык тилкесинде бир эле учурда бир нече маалымат агымдарын өткөрүүгө мүмкүндүк берет, бул маалымат сыйымдуулугун эки эсеге көбөйтөт", - деп билдирди. Түзмөк тарабынан жетишилген салыштырмалуу өткөрүү жөндөмдүүлүгү кандайдыр бир жыштык диапазонунда болуп көрбөгөндөй, бул интеграцияланган мультиплексорлор үчүн олуттуу секирикти билдирет.
Поляризациялык мультиплексорлор заманбап байланышта абдан маанилүү, анткени алар бир нече сигналдардын бир жыштык тилкесин бөлүшүүсүнө мүмкүндүк берет, бул каналдын өткөрүү жөндөмдүүлүгүн бир кыйла жогорулатат.
Жаңы түзмөк муну конус сымал багыттоочу бириктиргичтерди жана анизотроптук эффективдүү чөйрө каптоосун колдонуу менен ишке ашырат. Бул компоненттер поляризациянын кош сынуусун күчөтүп, жогорку поляризациянын өчүү коэффициентин (PER) жана кең өткөрүү жөндөмдүүлүгүн — натыйжалуу терагерц байланыш системаларынын негизги мүнөздөмөлөрүн пайда кылат.
Татаал жана жыштыкка көз каранды асимметриялык толкун өткөргүчтөргө таянган салттуу конструкциялардан айырмаланып, жаңы мультиплексор жыштыкка бир аз гана көз карандылыгы бар анизотроптук каптоону колдонот. Бул ыкма конус сымал бириктиргичтер тарабынан берилген кеңири өткөрүү жөндөмдүүлүгүн толук пайдаланат.
Натыйжада, бөлчөктүү өткөрүү жөндөмдүүлүгү 40% га жакын, орточо PER 20 дБ дан ашат жана минималдуу киргизүү жоготуусу болжол менен 1 дБ түзөт. Бул көрсөткүчтөр көбүнчө тар өткөрүү жөндөмдүүлүгүнөн жана жогорку жоготуулардан жапа чеккен учурдагы оптикалык жана микротолкундуу конструкциялардын көрсөткүчтөрүнөн алда канча ашып түшөт.
Изилдөө тобунун иши терагерц системаларынын натыйжалуулугун жогорулатып гана тим болбостон, зымсыз байланыштын жаңы доорунун пайдубалын түптөйт. Доктор Гао: "Бул инновация терагерц байланышынын потенциалын ачуудагы негизги кыймылдаткыч күч болуп саналат", - деп белгиледи. Колдонмолорго жогорку сапаттагы видео агым, кеңейтилген чындык жана 6G сыяктуу кийинки муундагы мобилдик тармактар кирет.
Тик бурчтуу металл толкун өткөргүчтөрүнө негизделген ортогоналдык режимдик өзгөрткүчтөр (ОМТ) сыяктуу салттуу терагерц поляризациясын башкаруу чечимдери олуттуу чектөөлөргө туш болууда. Металл толкун өткөргүчтөрү жогорку жыштыктарда омдук жоготууларды көбөйтөт жана аларды өндүрүү процесстери катуу геометриялык талаптардан улам татаал.
Оптикалык поляризация мультиплексорлору, анын ичинде Мах-Цендер интерферометрлерин же фотондук кристаллдарды колдонгондор, жакшыраак интеграцияланууну жана төмөнкү жоготууларды сунуштайт, бирок көп учурда өткөрүү жөндөмдүүлүгү, компакттуулук жана өндүрүштүн татаалдыгы ортосундагы компромиссти талап кылат.
Багыттоочу бириктиргичтер оптикалык системаларда кеңири колдонулат жана компакттуу өлчөмгө жана жогорку PERге жетүү үчүн күчтүү поляризациялык кош сынууну талап кылат. Бирок, алар тар өткөрүү жөндөмдүүлүгү жана өндүрүштүк чыдамдуулукка сезгичтиги менен чектелет.
Жаңы мультиплексор конус сымал багыттоочу бириктиргичтердин жана натыйжалуу орто каптоонун артыкчылыктарын айкалыштырып, бул чектөөлөрдү жеңет. Анизотроптук каптоо кеңири өткөрүү жөндөмдүүлүгүндө жогорку PERди камсыз кылып, олуттуу кош сынууну көрсөтөт. Бул дизайн принциби салттуу ыкмалардан четтөөнү белгилеп, терагерцтик интеграция үчүн масштабдуу жана практикалык чечимди сунуштайт.
Мультиплексордун эксперименталдык текшерүүсү анын өзгөчө иштешин тастыктады. Түзмөк 225-330 ГГц диапазонунда натыйжалуу иштейт, PERди 20 дБ жогору кармап туруу менен 37,8% бөлчөктүк өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө жетишет. Анын компакттуу өлчөмү жана стандарттуу өндүрүш процесстери менен шайкештиги аны массалык өндүрүшкө ылайыктуу кылат.
Доктор Гао: "Бул инновация терагерц байланыш системаларынын натыйжалуулугун жогорулатып гана тим болбостон, ошондой эле күчтүүрөөк жана ишенимдүү жогорку ылдамдыктагы зымсыз тармактарга жол ачат", - деп белгиледи.
Бул технологиянын потенциалдуу колдонулушу байланыш системаларынан тышкары дагы кеңири. Спектрди пайдаланууну жакшыртуу менен мультиплексор радар, сүрөткө тартуу жана буюмдардын интернети сыяктуу тармактардагы жетишкендиктерди алдыга жылдыра алат. "Он жылдын ичинде биз бул терагерц технологиялары ар кандай тармактарда кеңири колдонулуп, интеграцияланат деп күтөбүз", - деди профессор Витхаячумнанкул.
Мультиплексор ошондой эле команда тарабынан мурда иштелип чыккан нур формасындагы түзмөктөр менен кемчиликсиз интеграцияланышы мүмкүн, бул бирдиктүү платформада өнүккөн байланыш функцияларын камсыз кылат. Бул шайкештик натыйжалуу орто капталган диэлектрикалык толкун өткөргүч платформасынын ар тараптуулугун жана масштабдуулугун баса белгилейт.
Команданын изилдөө жыйынтыктары Laser & Photonic Reviews журналында жарыяланып, алардын фотондук терагерц технологиясын өнүктүрүүдөгү маанисин баса белгиледи. Профессор Фуджита: "Бул инновация маанилүү техникалык тоскоолдуктарды жеңүү менен бул тармактагы кызыгууну жана изилдөө ишмердүүлүгүн стимулдайт деп күтүлүүдө", - деп белгиледи.
Изилдөөчүлөр алардын иши алдыдагы жылдары жаңы колдонмолорду жана андан ары технологиялык өркүндөтүүлөрдү шыктандырып, акырында коммерциялык прототиптерге жана продукцияларга алып келет деп күтүшүүдө.
Бул мультиплексор терагерцтик байланыштын потенциалын ачууда олуттуу кадамды билдирет. Ал болуп көрбөгөндөй иштөө көрсөткүчтөрү менен интеграцияланган терагерцтик түзмөктөр үчүн жаңы стандартты белгилейт.
Жогорку ылдамдыктагы, жогорку кубаттуулуктагы байланыш тармактарына болгон суроо-талап өсө бергендиктен, мындай инновациялар зымсыз технологиянын келечегин калыптандырууда чечүүчү ролду ойнойт.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 16-декабры