Terahertz multipleksorunun yeni növü məlumat tutumunu iki dəfə artırdı və görünməmiş bant genişliyi və aşağı məlumat itkisi ilə 6G rabitəsini əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirdi.
Tədqiqatçılar məlumat tutumunu iki dəfə artıran və 6G və ondan kənara inqilabi irəliləyişlər gətirən super geniş diapazonlu terahertz multipleksorunu təqdim ediblər. (Şəkil mənbəyi: Getty Images)
Terahertz texnologiyası ilə təmsil olunan yeni nəsil simsiz rabitə məlumat ötürülməsində inqilab edəcəyini vəd edir.
Bu sistemlər terahertz tezliklərində işləyir və ultra sürətli məlumat ötürülməsi və rabitə üçün misilsiz bant genişliyi təklif edir. Bununla belə, bu potensialı tam şəkildə həyata keçirmək üçün, xüsusən də mövcud spektrin idarə edilməsi və səmərəli istifadə edilməsində əhəmiyyətli texniki çətinliklərin öhdəsindən gəlmək lazımdır.
Təməl irəliləyiş bu problemin öhdəsindən gəldi: ilk ultra genişzolaqlı inteqrasiya olunmuş terahertz qütbləşmə (de)multipleksator substratsız silikon platformada həyata keçirilmişdir.
Bu innovativ dizayn sub-terahertz J diapazonunu (220-330 GHz) hədəfləyir və 6G və ondan kənarda rabitəni dəyişdirməyi hədəfləyir. Cihaz aşağı məlumat itkisi sürətini qoruyarkən məlumat tutumunu effektiv şəkildə ikiqat artırır, səmərəli və etibarlı yüksək sürətli simsiz şəbəkələrə yol açır.
Bu mərhələnin arxasında duran komandaya Adelaide Universitetinin Elektrik və Maşın Mühəndisliyi Məktəbindən professor Withawat Withayachumnankul, hazırda Osaka Universitetində doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı olan Dr. Weijie Gao və professor Masayuki Fujita daxildir.
Professor Withayachumnankul bildirib ki, "Təklif olunan polarizasiya multipleksoru eyni tezlik diapazonunda eyni vaxtda birdən çox məlumat axınının ötürülməsinə imkan verir və məlumat tutumunu ikiqat artırır". Cihazın əldə etdiyi nisbi bant genişliyi hər hansı bir tezlik diapazonunda görünməmiş səviyyədədir və inteqrasiya olunmuş multipleksorlar üçün əhəmiyyətli bir sıçrayışı təmsil edir.
Polarizasiya multipleksorları müasir rabitə üçün vacibdir, çünki onlar bir çox siqnalın eyni tezlik diapazonunu paylaşmasına imkan verir və kanal tutumunu əhəmiyyətli dərəcədə artırır.
Yeni cihaz buna konusvari yönlü bağlayıcılardan və anizotrop təsirli orta örtükdən istifadə etməklə nail olur. Bu komponentlər qütbləşmənin iki qırılma qabiliyyətini artırır, nəticədə yüksək qütbləşmə sönmə nisbəti (PER) və geniş bant genişliyi - səmərəli terahertz rabitə sistemlərinin əsas xüsusiyyətləri.
Mürəkkəb və tezlikdən asılı olan asimmetrik dalğa ötürücülərinə əsaslanan ənənəvi dizaynlardan fərqli olaraq, yeni multipleksor yalnız cüzi tezlik asılılığı ilə anizotrop örtükdən istifadə edir. Bu yanaşma konik bağlayıcılar tərəfindən təmin edilən geniş bant genişliyindən tam istifadə edir.
Nəticə 40%-ə yaxın fraksiya bant genişliyi, orta PER 20 dB-dən çox və minimum daxiletmə itkisi təxminən 1 dB olur. Bu performans göstəriciləri çox vaxt dar bant genişliyindən və yüksək itkidən əziyyət çəkən mövcud optik və mikrodalğalı dizaynların göstəricilərini xeyli üstələyir.
Tədqiqat qrupunun işi terahertz sistemlərinin səmərəliliyini artırmaqla yanaşı, simsiz rabitədə yeni dövrün əsasını qoyur. Dr. Gao qeyd etdi ki, "Bu yenilik terahertz rabitəsinin potensialının açılmasında əsas sürücüdür". Tətbiqlərə yüksək dəqiqlikli video axını, genişlənmiş reallıq və 6G kimi yeni nəsil mobil şəbəkələr daxildir.
Düzbucaqlı metal dalğa ötürücülərinə əsaslanan ortoqonal rejim çeviriciləri (OMTs) kimi ənənəvi terahertz qütbləşmə idarəetmə həlləri əhəmiyyətli məhdudiyyətlərlə üzləşir. Metal dalğa ötürücüləri daha yüksək tezliklərdə artan ohmik itkilərə məruz qalır və onların istehsal prosesləri ciddi həndəsi tələblərə görə mürəkkəbdir.
Mach-Zehnder interferometrlərindən və ya fotonik kristallardan istifadə edənlər də daxil olmaqla, optik qütbləşmə multipleksorları daha yaxşı inteqrasiya və daha az itki təklif edir, lakin çox vaxt bant genişliyi, yığcamlıq və istehsal mürəkkəbliyi arasında uzlaşma tələb edir.
İstiqamətli bağlayıcılar optik sistemlərdə geniş istifadə olunur və kompakt ölçülərə və yüksək PER-ə nail olmaq üçün güclü qütbləşmə cüt qırılma tələb olunur. Bununla belə, onlar dar bant genişliyi və istehsal tolerantlıqlarına həssaslıqla məhdudlaşır.
Yeni multipleksor bu məhdudiyyətləri aradan qaldıraraq konusvari yönlü birləşdiricilərin və effektiv orta örtüklərin üstünlüklərini birləşdirir. Anizotrop örtük əhəmiyyətli iki qırılma nümayiş etdirir və geniş bant genişliyində yüksək PER təmin edir. Bu dizayn prinsipi terahertz inteqrasiyası üçün genişlənə bilən və praktiki həlli təmin edən ənənəvi metodlardan uzaqlaşdığını göstərir.
Multipleksorun eksperimental yoxlanılması onun müstəsna performansını təsdiqlədi. Cihaz 225-330 GHz diapazonunda səmərəli işləyir, PER-i 20 dB-dən yuxarı saxlayaraq 37,8% fraksiya bant genişliyinə nail olur. Onun yığcam ölçüsü və standart istehsal prosesləri ilə uyğunluğu onu kütləvi istehsal üçün əlverişli edir.
Dr. Gao qeyd etdi ki, "Bu yenilik təkcə terahertz kommunikasiya sistemlərinin səmərəliliyini artırmır, həm də daha güclü və etibarlı yüksək sürətli simsiz şəbəkələrə yol açır".
Bu texnologiyanın potensial tətbiqləri kommunikasiya sistemlərindən kənara çıxır. Spektrdən istifadəni təkmilləşdirməklə, multipleksor radar, təsvir və Əşyaların İnterneti kimi sahələrdə irəliləyişlərə səbəb ola bilər. Professor Withayachumnankul, "On il ərzində biz bu terahertz texnologiyalarının geniş şəkildə qəbul ediləcəyini və müxtəlif sənayelərdə inteqrasiya olunacağını gözləyirik" dedi.
Multipleksor eyni zamanda komanda tərəfindən hazırlanmış əvvəlki şüa yaratma cihazları ilə mükəmməl inteqrasiya oluna bilər və vahid platformada qabaqcıl kommunikasiya funksiyalarına imkan verir. Bu uyğunluq effektiv orta örtüklü dielektrik dalğa ötürücü platformasının çox yönlü və miqyaslılığını vurğulayır.
Komandanın tədqiqat nəticələri “Laser & Photonic Reviews” jurnalında dərc edilib və onların fotonik terahertz texnologiyasının inkişafındakı əhəmiyyətini vurğulayır. Professor Fujita qeyd etdi ki, "Kritik texniki maneələri aradan qaldırmaqla, bu yeniliyin sahəyə marağı və tədqiqat fəaliyyətini stimullaşdıracağı gözlənilir".
Tədqiqatçılar gözləyirlər ki, onların işləri gələcək illərdə yeni tətbiqlərə və daha çox texnoloji təkmilləşdirmələrə ilham verəcək və nəticədə kommersiya prototipləri və məhsullarına gətirib çıxaracaq.
Bu multipleksor terahertz rabitəsinin potensialının açılmasında irəliyə doğru əhəmiyyətli bir addımdır. O, görünməmiş performans göstəriciləri ilə inteqrasiya olunmuş terahertz cihazları üçün yeni standart təyin edir.
Yüksək sürətli, yüksək tutumlu rabitə şəbəkələrinə tələbat artmaqda davam etdikcə, bu cür yeniliklər simsiz texnologiyanın gələcəyinin formalaşmasında həlledici rol oynayacaq.
Göndərmə vaxtı: 16 dekabr 2024-cü il