ເຄື່ອງມັລຕິເພລັກເຊີເທຣາເຮີດສ໌ຊະນິດໃໝ່ໄດ້ເພີ່ມຄວາມຈຸຂໍ້ມູນເປັນສອງເທົ່າ ແລະ ເສີມຂະຫຍາຍການສື່ສານ 6G ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍດ້ວຍແບນວິດທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນ ແລະ ການສູນເສຍຂໍ້ມູນຕໍ່າ.
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ນຳສະເໜີເຄື່ອງຮັບສັນຍານ terahertz multiplexer ທີ່ມີຄວາມຖີ່ກວ້າງພິເສດ ເຊິ່ງເພີ່ມຄວາມຈຸຂໍ້ມູນເປັນສອງເທົ່າ ແລະ ນຳເອົາຄວາມກ້າວໜ້າແບບປະຕິວັດມາສູ່ 6G ແລະ ອື່ນໆ. (ແຫຼ່ງຮູບພາບ: Getty Images)
ການສື່ສານໄຮ້ສາຍລຸ້ນຕໍ່ໄປ, ເຊິ່ງເປັນຕົວແທນໂດຍເທັກໂນໂລຢີ terahertz, ສັນຍາວ່າຈະປະຕິວັດການສົ່ງຂໍ້ມູນ.
ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ເຮັດວຽກຢູ່ໃນຄວາມຖີ່ເຕຣາເຮີດ, ເຊິ່ງສະເໜີແບນວິດທີ່ບໍ່ມີໃຜທຽບເທົ່າສຳລັບການສົ່ງຂໍ້ມູນ ແລະ ການສື່ສານທີ່ມີຄວາມໄວສູງ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸທ່າແຮງນີ້ຢ່າງເຕັມທີ່, ຕ້ອງມີສິ່ງທ້າທາຍທາງດ້ານເຕັກນິກທີ່ສຳຄັນ, ໂດຍສະເພາະໃນການຄຸ້ມຄອງ ແລະ ການນຳໃຊ້ຄື້ນຄວາມຖີ່ທີ່ມີຢູ່ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.
ຄວາມກ້າວໜ້າອັນໃໝ່ໄດ້ແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍນີ້: ເຄື່ອງມັນຕິເພຼັກເຊີໂພລາໄຣເຊຊັນເຕຣາເຮີດຊ໌ (de) ທີ່ມີຄວາມຖີ່ກວ້າງພິເສດອັນທຳອິດທີ່ໄດ້ຮັບຮູ້ຢູ່ເທິງແພລດຟອມຊິລິກອນທີ່ບໍ່ມີຊັ້ນຮອງພື້ນ.
ການອອກແບບທີ່ມີນະວັດຕະກໍານີ້ແມ່ນແນໃສ່ແຖບຄວາມຖີ່ J ຍ່ອຍເທຣາເຮີດ (220-330 GHz) ແລະ ມີຈຸດປະສົງເພື່ອຫັນປ່ຽນການສື່ສານສໍາລັບ 6G ແລະ ອື່ນໆ. ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວເພີ່ມຄວາມຈຸຂໍ້ມູນໄດ້ສອງເທົ່າຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາອັດຕາການສູນເສຍຂໍ້ມູນໃຫ້ຕໍ່າ, ເຊິ່ງເປັນການປູທາງໃຫ້ແກ່ເຄືອຂ່າຍໄຮ້ສາຍຄວາມໄວສູງທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖື.
ທີມງານທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງຈຸດສຳຄັນນີ້ປະກອບມີ ສາດສະດາຈານ ວິທວັດ ວິທຍາຈຸນນະກຸນ ຈາກໂຮງຮຽນວິສະວະກຳໄຟຟ້າ ແລະ ກົນຈັກ ຂອງມະຫາວິທະຍາໄລ Adelaide, ດຣ. ເວຍຈີ້ ກາວ, ປະຈຸບັນເປັນນັກຄົ້ນຄວ້າຫຼັງປະລິນຍາເອກຢູ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Osaka, ແລະ ສາດສະດາຈານ ມາຊາຢູກິ ຟູຈິຕະ.
ສາດສະດາຈານ ວິທະຍະຈຸນນັນກຸນ ໄດ້ກ່າວວ່າ, "ເຄື່ອງມັນຕິເພລັກເຊີໂພລາໄຣເຊຊັນທີ່ສະເໜີນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດສົ່ງກະແສຂໍ້ມູນຫຼາຍກະແສພ້ອມໆກັນພາຍໃນແຖບຄວາມຖີ່ດຽວກັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມຈຸຂໍ້ມູນເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າຢ່າງມີປະສິດທິພາບ." ແບນວິດທຽບເທົ່າທີ່ອຸປະກອນບັນລຸໄດ້ແມ່ນບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນໃນທຸກໆຊ່ວງຄວາມຖີ່, ເຊິ່ງເປັນຕົວແທນໃຫ້ແກ່ການກ້າວກະໂດດທີ່ສຳຄັນສຳລັບເຄື່ອງມັນຕິເພລັກເຊີປະສົມປະສານ.
ເຄື່ອງມັລຕິເພລັກເຊີໂພລາໄຣເຊຊັນແມ່ນມີຄວາມຈຳເປັນໃນການສື່ສານທີ່ທັນສະໄໝ ຍ້ອນວ່າມັນຊ່ວຍໃຫ້ສັນຍານຫຼາຍອັນສາມາດແບ່ງປັນແຖບຄວາມຖີ່ດຽວກັນໄດ້, ເຊິ່ງຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມສາມາດຂອງຊ່ອງທາງໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
ອຸປະກອນໃໝ່ນີ້ບັນລຸເປົ້າໝາຍນີ້ໄດ້ໂດຍການນຳໃຊ້ຕົວເຊື່ອມຕໍ່ທິດທາງຮູບຈວຍ ແລະ ການຫຸ້ມຫໍ່ສື່ກາງທີ່ມີປະສິດທິພາບແບບ anisotropic. ອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍເສີມສ້າງຄວາມຄົມຊັດຂອງໂພລາໄຣເຊຊັນ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ມີອັດຕາສ່ວນການສູນເສຍໂພລາໄຣເຊຊັນ (PER) ສູງ ແລະ ແບນວິດທີ່ກວ້າງຂວາງ - ລັກສະນະສຳຄັນຂອງລະບົບການສື່ສານເທຣາເຮີດສ໌ທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ບໍ່ເຫມືອນກັບການອອກແບບແບບດັ້ງເດີມທີ່ອີງໃສ່ຄື້ນນຳທາງທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບທີ່ສັບສົນ ແລະ ຂຶ້ນກັບຄວາມຖີ່, ເຄື່ອງມັນຕິເພລັກເຊີລຸ້ນໃໝ່ໃຊ້ການຫຸ້ມແບບ anisotropic ໂດຍມີການຂຶ້ນກັບຄວາມຖີ່ພຽງເລັກນ້ອຍເທົ່ານັ້ນ. ວິທີການນີ້ໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກແບນວິດທີ່ພຽງພໍທີ່ໄດ້ຮັບຈາກຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຮູບຈວຍ.
ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນແບນວິດສ່ວນໜ້ອຍໃກ້ກັບ 40%, PER ສະເລ່ຍເກີນ 20 dB, ແລະການສູນເສຍການແຊກຂັ້ນຕ່ຳປະມານ 1 dB. ຕົວຊີ້ວັດປະສິດທິພາບເຫຼົ່ານີ້ລື່ນກວ່າການອອກແບບທາງດ້ານແສງ ແລະ ໄມໂຄເວຟທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ເຊິ່ງມັກຈະປະສົບກັບແບນວິດແຄບ ແລະ ການສູນເສຍສູງ.
ວຽກງານຂອງທີມງານຄົ້ນຄວ້າບໍ່ພຽງແຕ່ຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງລະບົບເທຣາເຮີດເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງວາງພື້ນຖານໃຫ້ແກ່ຍຸກໃໝ່ໃນການສື່ສານແບບໄຮ້ສາຍ. ດຣ. ກາວ ໄດ້ກ່າວວ່າ "ນະວັດຕະກໍານີ້ແມ່ນຕົວຂັບເຄື່ອນທີ່ສໍາຄັນໃນການປົດລັອກທ່າແຮງຂອງການສື່ສານເທຣາເຮີດ." ແອັບພລິເຄຊັນຕ່າງໆລວມມີການຖ່າຍທອດວິດີໂອຄວາມລະອຽດສູງ, ຄວາມເປັນຈິງທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະເຄືອຂ່າຍມືຖືລຸ້ນຕໍ່ໄປເຊັ່ນ 6G.
ວິທີແກ້ໄຂການຄຸ້ມຄອງໂພລາໄຣເຊຊັນເທຣາເຮີດແບບດັ້ງເດີມ, ເຊັ່ນ: ຕົວປ່ຽນຮູບແບບມຸມສາກ (OMTs) ໂດຍອີງໃສ່ທໍ່ນຳຄື້ນໂລຫະຮູບສີ່ແຈສາກ, ປະເຊີນກັບຂໍ້ຈຳກັດທີ່ສຳຄັນ. ທໍ່ນຳຄື້ນໂລຫະປະສົບກັບການສູນເສຍໂອມມິກທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໃນຄວາມຖີ່ສູງ, ແລະຂະບວນການຜະລິດຂອງມັນມີຄວາມສັບສົນເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ອງການທາງເລຂາຄະນິດທີ່ເຂັ້ມງວດ.
ເຄື່ອງມັລຕິເພລັກເຊີໂພລາໄລເຊຊັນແບບແສງ, ລວມທັງເຄື່ອງທີ່ໃຊ້ອິນເຕີເຟໂຣມິເຕີ Mach-Zehnder ຫຼື ຜລຶກໂຟໂຕນິກ, ສະເໜີການເຊື່ອມໂຍງທີ່ດີກວ່າ ແລະ ການສູນເສຍຕ່ຳກວ່າ ແຕ່ມັກຈະຕ້ອງການການແລກປ່ຽນລະຫວ່າງແບນວິດ, ຄວາມກະທັດຮັດ ແລະ ຄວາມສັບສົນຂອງການຜະລິດ.
ຕົວເຊື່ອມຕໍ່ທິດທາງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນລະບົບ optical ແລະຕ້ອງການ birefringence ໂພລາໄຣເຊຊັນທີ່ເຂັ້ມແຂງເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຂະໜາດກະທັດຮັດແລະ PER ສູງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ພວກມັນຖືກຈໍາກັດໂດຍແບນວິດທີ່ແຄບແລະຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ຄວາມທົນທານຂອງການຜະລິດ.
ເຄື່ອງມັລຕິເພລັກເຊີລຸ້ນໃໝ່ນີ້ລວມເອົາຂໍ້ດີຂອງຕົວເຊື່ອມຕໍ່ທິດທາງຮູບຈວຍ ແລະ ການຫຸ້ມຫໍ່ສື່ກາງທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ເພື່ອເອົາຊະນະຂໍ້ຈຳກັດເຫຼົ່ານີ້. ການຫຸ້ມຫໍ່ແບບ anisotropic ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຄົມຊັດທີ່ສຳຄັນ, ຮັບປະກັນ PER ສູງໃນທົ່ວແບນວິດທີ່ກວ້າງຂວາງ. ຫຼັກການອອກແບບນີ້ໝາຍເຖິງການແຕກຕ່າງຈາກວິທີການແບບດັ້ງເດີມ, ສະໜອງວິທີແກ້ໄຂທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ ແລະ ໃຊ້ໄດ້ຈິງສຳລັບການເຊື່ອມໂຍງ terahertz.
ການກວດສອບການທົດລອງຂອງເຄື່ອງມັນຕິເພລັກເຊີໄດ້ຢືນຢັນປະສິດທິພາບທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງມັນ. ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວເຮັດວຽກຢ່າງມີປະສິດທິພາບໃນລະດັບ 225-330 GHz, ບັນລຸແບນວິດສ່ວນໜຶ່ງຂອງ 37.8% ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາ PER ສູງກວ່າ 20 dB. ຂະໜາດກະທັດຮັດ ແລະ ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບຂະບວນການຜະລິດມາດຕະຖານເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມສຳລັບການຜະລິດເປັນຈຳນວນຫຼາຍ.
ດຣ. ກາວ ໃຫ້ຂໍ້ສັງເກດວ່າ, "ນະວັດຕະກໍານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງລະບົບການສື່ສານເທຣາເຮີດເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງປູທາງໄປສູ່ເຄືອຂ່າຍໄຮ້ສາຍຄວາມໄວສູງທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖືຫຼາຍຂຶ້ນ."
ການນຳໃຊ້ທີ່ມີທ່າແຮງຂອງເຕັກໂນໂລຊີນີ້ຂະຫຍາຍໄປໄກກວ່າລະບົບການສື່ສານ. ໂດຍການປັບປຸງການນຳໃຊ້ຄື້ນຄວາມຖີ່, ເຄື່ອງມັນຕິເພລັກເຊີສາມາດຊຸກຍູ້ຄວາມກ້າວໜ້າໃນຂົງເຂດຕ່າງໆເຊັ່ນ: ເຣດາ, ການຖ່າຍພາບ, ແລະອິນເຕີເນັດຂອງສິ່ງຕ່າງໆ. "ພາຍໃນທົດສະວັດ, ພວກເຮົາຄາດຫວັງວ່າເຕັກໂນໂລຊີເທຣາເຮີດເຫຼົ່ານີ້ຈະຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ ແລະປະສົມປະສານໃນອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆ," ສາດສະດາຈານ ວິທະຍະຈຸນນັນກຸນ ກ່າວ.
ເຄື່ອງມັນຕິເພລັກເຊີຍັງສາມາດປະສົມປະສານກັບອຸປະກອນ beamforming ລຸ້ນກ່ອນໜ້ານີ້ທີ່ພັດທະນາໂດຍທີມງານໄດ້ຢ່າງບໍ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສາມາດເຮັດວຽກການສື່ສານຂັ້ນສູງໃນແພລດຟອມແບບລວມສູນ. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ນີ້ເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຄ່ອງແຄ້ວ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍຂອງແພລດຟອມຄື້ນ dielectric ທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນລະດັບກາງ.
ຜົນການຄົ້ນຄວ້າຂອງທີມງານໄດ້ຖືກຕີພິມໃນວາລະສານ Laser & Photonic Reviews, ໂດຍເນັ້ນໜັກເຖິງຄວາມສຳຄັນຂອງພວກມັນໃນການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີ terahertz ໂຟໂຕນິກ. ສາດສະດາຈານ Fujita ໃຫ້ຂໍ້ສັງເກດວ່າ, "ໂດຍການເອົາຊະນະອຸປະສັກທາງດ້ານເຕັກນິກທີ່ສຳຄັນ, ນະວັດຕະກຳນີ້ຄາດວ່າຈະກະຕຸ້ນຄວາມສົນໃຈ ແລະ ກິດຈະກຳການຄົ້ນຄວ້າໃນຂົງເຂດນີ້."
ນັກຄົ້ນຄວ້າຄາດຄະເນວ່າວຽກງານຂອງເຂົາເຈົ້າຈະເປັນແຮງບັນດານໃຈໃຫ້ກັບແອັບພລິເຄຊັນໃໝ່ໆ ແລະ ການປັບປຸງເຕັກໂນໂລຢີຕື່ມອີກໃນຊຸມປີຕໍ່ໜ້າ, ເຊິ່ງໃນທີ່ສຸດຈະນຳໄປສູ່ຕົ້ນແບບ ແລະ ຜະລິດຕະພັນທາງການຄ້າ.
ເຄື່ອງມັລຕິເພລັກເຊີນີ້ເປັນຕົວແທນໃຫ້ແກ່ບາດກ້າວທີ່ສຳຄັນໃນການປົດລັອກທ່າແຮງຂອງການສື່ສານເທຣາເຮີດ. ມັນກຳນົດມາດຕະຖານໃໝ່ສຳລັບອຸປະກອນເທຣາເຮີດປະສົມປະສານດ້ວຍຕົວຊີ້ວັດປະສິດທິພາບທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນ.
ຍ້ອນວ່າຄວາມຕ້ອງການເຄືອຂ່າຍການສື່ສານຄວາມໄວສູງ ແລະ ມີຄວາມຈຸສູງຍັງສືບຕໍ່ເຕີບໂຕ, ນະວັດຕະກໍາດັ່ງກ່າວຈະມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການສ້າງອະນາຄົດຂອງເຕັກໂນໂລຊີໄຮ້ສາຍ.
ເວລາໂພສ: ວັນທີ 16 ທັນວາ 2024