Mae math newydd o amlblecsydd Terahertz wedi dyblu capasiti data ac wedi gwella cyfathrebu 6G yn sylweddol gyda lled band digynsail a cholli data isel.
Mae ymchwilwyr wedi cyflwyno amlblecsydd band uwch-eang Terahertz sy'n dyblu capasiti data ac yn dod â datblygiadau chwyldroadol i 6G a thu hwnt. (Ffynhonnell Delwedd: Delweddau Getty)
Mae cyfathrebu diwifr y genhedlaeth nesaf, a gynrychiolir gan Terahertz Technology, yn addo chwyldroi trosglwyddo data.
Mae'r systemau hyn yn gweithredu ar amleddau Terahertz, gan gynnig lled band digyffelyb ar gyfer trosglwyddo a chyfathrebu data cyflym iawn. Fodd bynnag, er mwyn gwireddu'r potensial hwn yn llawn, rhaid goresgyn heriau technegol sylweddol, yn enwedig wrth reoli a defnyddio'r sbectrwm sydd ar gael yn effeithiol.
Mae cynnydd arloesol wedi mynd i'r afael â'r her hon: y amlblecsydd polareiddio Terahertz integredig (DE) cyntaf ar draws y band a sylweddolwyd ar blatfform silicon heb swbstrad.
Mae'r dyluniad arloesol hwn yn targedu band is-Terahertz J (220-330 GHz) a'i nod yw trawsnewid cyfathrebu ar gyfer 6G a thu hwnt. Mae'r ddyfais i bob pwrpas yn dyblu capasiti data wrth gynnal cyfradd colli data isel, gan baratoi'r ffordd ar gyfer rhwydweithiau diwifr cyflym effeithlon a dibynadwy.
Mae'r tîm y tu ôl i'r garreg filltir hon yn cynnwys yr Athro Withawat Withayachumnankul o Ysgol Peirianneg Drydanol a Mecanyddol Prifysgol Adelaide, Dr. Weijie Gao, sydd bellach yn ymchwilydd ôl -ddoethurol ym Mhrifysgol Osaka, a'r Athro Masayuki Fujita.
Dywedodd yr Athro Withayachumnankul, "Mae'r amlblecsydd polareiddio arfaethedig yn caniatáu trosglwyddo ffrydiau data lluosog ar yr un pryd o fewn yr un band amledd, gan ddyblu capasiti data i bob pwrpas." Mae'r lled band cymharol a gyflawnir gan y ddyfais yn ddigynsail ar draws unrhyw ystod amledd, sy'n cynrychioli naid sylweddol i amlblecswyr integredig.
Mae amlblecswyr polareiddio yn hanfodol mewn cyfathrebu modern gan eu bod yn galluogi signalau lluosog i rannu'r un band amledd, gan wella capasiti sianel yn sylweddol.
Mae'r ddyfais newydd yn cyflawni hyn trwy ddefnyddio cwplwyr cyfeiriadol conigol a chladin canolig effeithiol anisotropig. Mae'r cydrannau hyn yn gwella birefringence polareiddio, gan arwain at gymhareb difodiant polareiddio uchel (per) a lled band eang - nodweddion allwedd systemau cyfathrebu Terahertz effeithlon.
Yn wahanol i ddyluniadau traddodiadol sy'n dibynnu ar donnau tonnau anghymesur cymhleth ac amledd-ddibynnol, mae'r amlblecsydd newydd yn cyflogi cladin anisotropig gyda dim ond dibyniaeth amledd bach. Mae'r dull hwn yn trosoli'r lled band digonol a ddarperir gan y cwplwyr conigol yn llawn.
Y canlyniad yw lled band ffracsiynol yn agos at 40%, cyfartaledd fesul 20 dB, ac isafswm colli mewnosodiad o oddeutu 1 dB. Mae'r metrigau perfformiad hyn yn rhagori ar rai dyluniadau optegol a microdon presennol, sy'n aml yn dioddef o led band cul a cholled uchel.
Mae gwaith y tîm ymchwil nid yn unig yn gwella effeithlonrwydd systemau Terahertz ond hefyd yn gosod y sylfaen ar gyfer oes newydd mewn cyfathrebu diwifr. Nododd Dr. Gao, "Mae'r arloesedd hwn yn yrrwr allweddol wrth ddatgloi potensial cyfathrebu Terahertz." Ymhlith y ceisiadau mae ffrydio fideo diffiniad uchel, realiti estynedig, a rhwydweithiau symudol y genhedlaeth nesaf fel 6G.
Mae datrysiadau rheoli polareiddio Terahertz traddodiadol, megis transducers modd orthogonal (OMTs) yn seiliedig ar donnau tonnau metel hirsgwar, yn wynebu cyfyngiadau sylweddol. Mae tonnau tonnau metel yn profi mwy o golledion ohmig ar amleddau uwch, ac mae eu prosesau gweithgynhyrchu yn gymhleth oherwydd gofynion geometrig llym.
Mae amlblecswyr polareiddio optegol, gan gynnwys y rhai sy'n defnyddio interferomedrau mach-zehnder neu grisialau ffotonig, yn cynnig gwell integreiddiad a cholledion is ond yn aml mae angen cyfaddawdau rhwng lled band, crynoder a chymhlethdod gweithgynhyrchu.
Defnyddir cyplyddion cyfeiriadol yn helaeth mewn systemau optegol ac mae angen birefringence polareiddio cryf arnynt i gyflawni maint cryno ac uchel fesul. Fodd bynnag, maent wedi'u cyfyngu gan led band cul a sensitifrwydd i oddefiadau gweithgynhyrchu.
Mae'r amlblecsydd newydd yn cyfuno manteision cyplyddion cyfeiriadol conigol a chladin canolig effeithiol, gan oresgyn y cyfyngiadau hyn. Mae'r cladin anisotropig yn arddangos birefringence sylweddol, gan sicrhau'n uchel ar draws lled band eang. Mae'r egwyddor ddylunio hon yn nodi gwyro oddi wrth ddulliau traddodiadol, gan ddarparu datrysiad graddadwy ac ymarferol ar gyfer integreiddio Terahertz.
Cadarnhaodd dilysiad arbrofol yr amlblecsydd ei berfformiad eithriadol. Mae'r ddyfais yn gweithredu'n effeithlon yn yr ystod 225-330 GHz, gan gyflawni lled band ffracsiynol o 37.8% wrth gynnal un uwchlaw 20 dB. Mae ei faint cryno a'i gydnawsedd â phrosesau gweithgynhyrchu safonol yn ei gwneud yn addas ar gyfer cynhyrchu màs.
Dywedodd Dr. Gao, "Mae'r arloesedd hwn nid yn unig yn gwella effeithlonrwydd systemau cyfathrebu Terahertz ond hefyd yn paratoi'r ffordd ar gyfer rhwydweithiau diwifr cyflym mwy pwerus a dibynadwy."
Mae cymwysiadau posibl y dechnoleg hon yn ymestyn y tu hwnt i systemau cyfathrebu. Trwy wella defnyddio sbectrwm, gall yr amlblecsydd yrru datblygiadau mewn meysydd fel radar, delweddu, a Rhyngrwyd Pethau. "O fewn degawd, rydyn ni'n disgwyl i'r technolegau Terahertz hyn gael eu mabwysiadu'n eang a'u hintegreiddio ar draws amrywiol ddiwydiannau," nododd yr Athro Withayachumnankul.
Gellir integreiddio'r amlblecsydd hefyd yn ddi -dor â dyfeisiau trawstio cynharach a ddatblygwyd gan y tîm, gan alluogi swyddogaethau cyfathrebu uwch ar blatfform unedig. Mae'r cydnawsedd hwn yn tynnu sylw at amlochredd a scalability y platfform tonnau dielectrig clad canolig effeithiol.
Cyhoeddwyd canfyddiadau ymchwil y tîm yn y cyfnodolyn Laser & Photonic Reviews, gan bwysleisio eu harwyddocâd wrth hyrwyddo technoleg ffotonig Terahertz. Dywedodd yr Athro Fujita, "Trwy oresgyn rhwystrau technegol beirniadol, mae disgwyl i'r arloesedd hwn ysgogi diddordeb ac gweithgaredd ymchwil yn y maes."
Mae'r ymchwilwyr yn rhagweld y bydd eu gwaith yn ysbrydoli cymwysiadau newydd a gwelliannau technolegol pellach yn y blynyddoedd i ddod, gan arwain yn y pen draw at brototeipiau a chynhyrchion masnachol.
Mae'r amlblecsydd hwn yn cynrychioli cam sylweddol ymlaen wrth ddatgloi potensial cyfathrebu Terahertz. Mae'n gosod safon newydd ar gyfer dyfeisiau Terahertz integredig gyda'i fetrigau perfformiad digynsail.
Wrth i'r galw am rwydweithiau cyfathrebu cyflym, gallu uchel barhau i dyfu, bydd arloesiadau o'r fath yn chwarae rhan hanfodol wrth lunio dyfodol technoleg ddi-wifr.
Amser Post: Rhag-16-2024