ປະເພດໃຫມ່ຂອງ terahertz multiplexer ໄດ້ເພີ່ມຄວາມອາດສາມາດຂໍ້ມູນສອງເທົ່າແລະປັບປຸງການສື່ສານ 6G ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍດ້ວຍແບນວິດທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນແລະການສູນເສຍຂໍ້ມູນຕ່ໍາ.
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ນໍາສະເຫນີ terahertz multiplexer ແຖບກວ້າງໃຫຍ່ທີ່ເພີ່ມຄວາມສາມາດຂອງຂໍ້ມູນສອງເທົ່າແລະນໍາເອົາຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານການປະຕິວັດໄປສູ່ 6G ແລະຫຼາຍກວ່ານັ້ນ. (ແຫຼ່ງຮູບພາບ: Getty Images)
ການສື່ສານໄຮ້ສາຍລຸ້ນຕໍ່ໄປ, ເປັນຕົວແທນໂດຍເທກໂນໂລຍີ terahertz, ສັນຍາວ່າຈະປະຕິວັດການສົ່ງຂໍ້ມູນ.
ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ເຮັດວຽກຢູ່ໃນຄວາມຖີ່ terahertz, ສະເຫນີແບນວິດທີ່ບໍ່ມີການປຽບທຽບສໍາລັບການສົ່ງຂໍ້ມູນແລະການສື່ສານທີ່ໄວທີ່ສຸດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເພື່ອຮັບຮູ້ຄວາມສາມາດບົ່ມຊ້ອນນີ້ຢ່າງຄົບຖ້ວນ, ສິ່ງທ້າທາຍດ້ານເຕັກນິກທີ່ສຳຄັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນໃນການຄຸ້ມຄອງ ແລະ ນຳໃຊ້ສະເພາະທີ່ມີຢູ່ຢ່າງມີປະສິດທິຜົນ.
ຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ໂດດເດັ່ນໄດ້ແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍນີ້: terahertz polarization (de)multiplexer ປະສົມປະສານ ultra-wideband ທໍາອິດທີ່ໄດ້ຮັບຮູ້ຢູ່ໃນແພລະຕະຟອມຊິລິໂຄນທີ່ບໍ່ມີໂຄງສ້າງ.
ການອອກແບບນະວັດຕະກໍານີ້ເປົ້າຫມາຍ sub-terahertz J band (220-330 GHz) ແລະມີຈຸດປະສົງເພື່ອຫັນປ່ຽນການສື່ສານສໍາລັບ 6G ແລະຫຼາຍກວ່ານັ້ນ. ອຸປະກອນມີປະສິດຕິຜົນເພີ່ມຄວາມອາດສາມາດຂໍ້ມູນສອງເທົ່າໃນຂະນະທີ່ຮັກສາອັດຕາການສູນເສຍຂໍ້ມູນຕໍ່າ, ປູທາງໃຫ້ກັບເຄືອຂ່າຍໄຮ້ສາຍຄວາມໄວສູງທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະເຊື່ອຖືໄດ້.
ທີມງານທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫລັງເຫດການນີ້ປະກອບມີອາຈານ Withawat Withayachumnankul ຈາກໂຮງຮຽນວິສະວະກໍາໄຟຟ້າແລະເຄື່ອງກົນຂອງມະຫາວິທະຍາໄລ Adelaide, ທ່ານດຣ Weijie Gao, ປະຈຸບັນເປັນນັກຄົ້ນຄວ້າຫລັງປະລິນຍາຕີຢູ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Osaka, ແລະອາຈານ Masayuki Fujita.
ສາດສະດາຈານ Withayachumnankul ກ່າວວ່າ, "ເຄື່ອງ multiplexer polarization ທີ່ໄດ້ສະເຫນີອະນຸຍາດໃຫ້ຖ່າຍທອດຂໍ້ມູນຫຼາຍສາຍໃນເວລາດຽວກັນພາຍໃນແຖບຄວາມຖີ່ດຽວກັນ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມສາມາດຂອງຂໍ້ມູນເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ." ແບນວິດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງທີ່ບັນລຸໄດ້ໂດຍອຸປະກອນແມ່ນບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນໃນຂອບເຂດຄວາມຖີ່ໃດໆ, ເຊິ່ງສະແດງເຖິງການກ້າວກະໂດດທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບຕົວຄູນແບບປະສົມປະສານ.
ເຄື່ອງ Multiplexers Polarization ແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນໃນການສື່ສານທີ່ທັນສະໄຫມຍ້ອນວ່າພວກເຂົາເຮັດໃຫ້ສັນຍານຫຼາຍຊ່ອງທາງແບ່ງປັນຄວາມຖີ່ດຽວກັນ, ເສີມຂະຫຍາຍຄວາມສາມາດຂອງຊ່ອງທາງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
ອຸປະກອນໃຫມ່ນີ້ບັນລຸໄດ້ໂດຍການໃຊ້ຄູ່ຄູ່ທິດທາງຮູບຈວຍແລະ cladding ຂະຫນາດກາງປະສິດທິພາບ anisotropic. ອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ເສີມຂະຫຍາຍ polarization birefringence, ສົ່ງຜົນໃຫ້ອັດຕາສ່ວນການສູນພັນ polarization ສູງ (PER) ແລະແບນວິດກວ້າງ - ລັກສະນະທີ່ສໍາຄັນຂອງລະບົບການສື່ສານ terahertz ທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ບໍ່ເຫມືອນກັບການອອກແບບແບບດັ້ງເດີມທີ່ອີງໃສ່ waveguides asymmetric ສະລັບສັບຊ້ອນແລະຂຶ້ນກັບຄວາມຖີ່, multiplexer ໃຫມ່ໃຊ້ cladding anisotropic ມີພຽງແຕ່ຂຶ້ນກັບຄວາມຖີ່ເລັກນ້ອຍ. ວິທີການນີ້ໄດ້ຢ່າງເຕັມສ່ວນ leverages ວາງຂອງສັນຍານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍສະຫນອງໃຫ້ໂດຍ couplers ຮູບຈວຍ.
ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນ bandwidth ແຕ່ສ່ວນຫນຶ່ງທີ່ຢູ່ໃກ້ກັບ 40%, PER ສະເລ່ຍເກີນ 20 dB, ແລະການສູນເສຍການແຊກຂັ້ນຕ່ໍາປະມານ 1 dB. ຕົວຊີ້ວັດປະສິດທິພາບເຫຼົ່ານີ້ເກີນກວ່າການອອກແບບ optical ແລະ microwave ທີ່ມີຢູ່, ເຊິ່ງມັກຈະທົນທຸກຈາກແບນວິດແຄບແລະການສູນເສຍສູງ.
ວຽກງານຂອງທີມງານຄົ້ນຄວ້າບໍ່ພຽງແຕ່ເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງລະບົບ terahertz ແຕ່ຍັງວາງພື້ນຖານສໍາລັບຍຸກໃຫມ່ໃນການສື່ສານໄຮ້ສາຍ. ທ່ານດຣ Gao ສັງເກດເຫັນວ່າ "ນະວັດຕະກໍານີ້ແມ່ນຕົວຂັບເຄື່ອນທີ່ສໍາຄັນໃນການປົດລັອກທ່າແຮງຂອງການສື່ສານ terahertz." ແອັບພລິເຄຊັ່ນລວມມີການຖ່າຍທອດວິດີໂອທີ່ມີຄວາມຄົມຊັດສູງ, ຄວາມເປັນຈິງທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະເຄືອຂ່າຍມືຖືລຸ້ນຕໍ່ໄປເຊັ່ນ 6G.
ການແກ້ໄຂການຈັດການຂົ້ວໂລກແບບ terahertz ແບບດັ້ງເດີມ, ເຊັ່ນ: ຕົວປ່ຽນຮູບແບບ orthogonal (OMTs) ໂດຍອີງໃສ່ waveguides ໂລຫະສີ່ຫລ່ຽມ, ປະເຊີນກັບຂໍ້ຈໍາກັດທີ່ສໍາຄັນ. waveguides ໂລຫະປະສົບການການສູນເສຍ ohmic ເພີ່ມຂຶ້ນໃນຄວາມຖີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແລະຂະບວນການຜະລິດຂອງເຂົາເຈົ້າແມ່ນສະລັບສັບຊ້ອນເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ອງການ geometric ທີ່ເຂັ້ມງວດ.
Optical polarization multiplexers, ລວມທັງຜູ້ທີ່ໃຊ້ Mach-Zehnder interferometers ຫຼືໄປເຊຍກັນ photonic, ສະເຫນີຄວາມສອດຄ່ອງທີ່ດີກວ່າແລະການສູນເສຍຕ່ໍາແຕ່ມັກຈະຕ້ອງການການຄ້າລະຫວ່າງແບນວິດ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ແລະຄວາມຊັບຊ້ອນການຜະລິດ.
ຄູ່ຄູ່ທິດທາງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນລະບົບ optical ແລະຕ້ອງການ birefringence polarization ທີ່ເຂັ້ມແຂງເພື່ອບັນລຸຂະຫນາດທີ່ຫນາແຫນ້ນແລະ PER ສູງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ພວກມັນຖືກຈໍາກັດໂດຍແບນວິດແຄບແລະຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບຄວາມທົນທານຂອງການຜະລິດ.
ເຄື່ອງ multiplexer ໃຫມ່ປະສົມປະສານຄວາມໄດ້ປຽບຂອງຄູ່ຄູ່ທິດທາງຮູບຈວຍແລະ cladding ຂະຫນາດກາງທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ເອົາຊະນະຂໍ້ຈໍາກັດເຫຼົ່ານີ້. cladding anisotropic ສະແດງໃຫ້ເຫັນ birefringence ທີ່ສໍາຄັນ, ຮັບປະກັນ PER ສູງໃນທົ່ວແບນວິດກ້ວາງ. ຫຼັກການການອອກແບບນີ້ຫມາຍເຖິງການອອກຈາກວິທີການແບບດັ້ງເດີມ, ສະຫນອງການແກ້ໄຂທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ແລະປະຕິບັດໄດ້ສໍາລັບການເຊື່ອມໂຍງກັບ terahertz.
ການທົດລອງການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ multiplexer ໄດ້ຢືນຢັນປະສິດທິພາບພິເສດຂອງມັນ. ອຸປະກອນດໍາເນີນການຢ່າງມີປະສິດທິພາບໃນລະດັບ 225-330 GHz, ບັນລຸແບນວິດສ່ວນຫນຶ່ງຂອງ 37.8% ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາ PER ສູງກວ່າ 20 dB. ຂະຫນາດກະທັດລັດແລະຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບຂະບວນການຜະລິດມາດຕະຖານເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍ.
ທ່ານດຣ Gao ໃຫ້ຂໍ້ສັງເກດວ່າ, "ນະວັດຕະກໍານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ເສີມຂະຫຍາຍປະສິດທິພາບຂອງລະບົບການສື່ສານ terahertz ແຕ່ຍັງປູທາງໄປສູ່ເຄືອຂ່າຍໄຮ້ສາຍຄວາມໄວສູງທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະເຊື່ອຖືໄດ້."
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີທ່າແຮງຂອງເຕັກໂນໂລຢີນີ້ຂະຫຍາຍອອກໄປນອກລະບົບການສື່ສານ. ໂດຍການປັບປຸງການນໍາໃຊ້ spectrum, multiplexer ສາມາດຂັບລົດຄວາມກ້າວຫນ້າໃນຂົງເຂດຕ່າງໆເຊັ່ນ: radar, ຮູບພາບ, ແລະອິນເຕີເນັດຂອງສິ່ງຕ່າງໆ. "ພາຍໃນທົດສະວັດ, ພວກເຮົາຄາດຫວັງວ່າເຕັກໂນໂລຊີ terahertz ເຫຼົ່ານີ້ຈະໄດ້ຮັບການຮັບຮອງເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງແລະປະສົມປະສານໃນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ," ອາຈານ Withayachumnankul ກ່າວ.
multiplexer ຍັງສາມາດປະສົມປະສານ seamlessly ກັບອຸປະກອນ beamforming ກ່ອນຫນ້ານີ້ທີ່ພັດທະນາໂດຍທີມງານ, ເຮັດໃຫ້ການທໍາງານຂອງການສື່ສານກ້າວຫນ້າທາງດ້ານໃນເວທີ unified. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຄ່ອງແຄ້ວແລະການຂະຫຍາຍຂອງແພລະຕະຟອມຄູ່ມືຄື້ນ dielectric ທີ່ມີປະສິດຕິພາບຂະຫນາດກາງ.
ຜົນການຄົ້ນຄວ້າຂອງທີມງານໄດ້ຖືກຈັດພີມມາຢູ່ໃນວາລະສານ Laser & Photonic Reviews, ເນັ້ນຫນັກເຖິງຄວາມສໍາຄັນຂອງພວກເຂົາໃນຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເຕັກໂນໂລຢີ photonic terahertz. ສາດສະດາຈານ Fujita ໃຫ້ຂໍ້ສັງເກດວ່າ, "ໂດຍການເອົາຊະນະອຸປະສັກດ້ານວິຊາການທີ່ສໍາຄັນ, ການປະດິດສ້າງນີ້ຄາດວ່າຈະກະຕຸ້ນຄວາມສົນໃຈແລະກິດຈະກໍາການຄົ້ນຄວ້າໃນຂົງເຂດ."
ນັກຄົ້ນຄວ້າຄາດການວ່າວຽກງານຂອງພວກເຂົາຈະສ້າງແຮງບັນດານໃຈໃຫ້ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃຫມ່ແລະການປັບປຸງເຕັກໂນໂລຢີຕື່ມອີກໃນຊຸມປີຂ້າງຫນ້າ, ໃນທີ່ສຸດກໍ່ນໍາໄປສູ່ການຕົ້ນແບບທາງການຄ້າແລະຜະລິດຕະພັນ.
multiplexer ນີ້ສະແດງເຖິງບາດກ້າວອັນສໍາຄັນໃນການປົດລັອກທ່າແຮງຂອງການສື່ສານ terahertz. ມັນກໍານົດມາດຕະຖານໃຫມ່ສໍາລັບອຸປະກອນ terahertz ປະສົມປະສານກັບຕົວວັດແທກການປະຕິບັດທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນ.
ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຕ້ອງການເຄືອຂ່າຍການສື່ສານຄວາມໄວສູງ, ຄວາມອາດສາມາດສູງຍັງສືບຕໍ່ຂະຫຍາຍຕົວ, ການປະດິດສ້າງດັ່ງກ່າວຈະມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການສ້າງອະນາຄົດຂອງເຕັກໂນໂລຢີໄຮ້ສາຍ.
ເວລາປະກາດ: 16-12-2024