Tha seòrsa ùr de ioma-fhillteadair terahertz air dùblachadh comas dàta agus air conaltradh 6G a leasachadh gu mòr le leud-bann nach fhacas a-riamh agus call dàta ìosal.
Tha luchd-rannsachaidh air ioma-fhillteadair terahertz còmhlan fìor fharsaing a thoirt a-steach a dhùblaicheas comas dàta agus a bheir adhartasan rèabhlaideach gu 6G agus nas fhaide air falbh. (Stòr ìomhaigh: Getty Images)
Tha conaltradh gun uèir an ath ghinealach, air a riochdachadh le teicneòlas terahertz, a’ gealltainn cruth-atharrachadh a thoirt air sgaoileadh dàta.
Bidh na siostaman sin ag obair aig triceadan terahertz, a’ tabhann leud-bann gun choimeas airson sgaoileadh dàta ultra-luath agus conaltradh. Ach, gus an comas seo a thoirt gu buil, feumar faighinn seachad air dùbhlain teicnigeach cudromach, gu sònraichte ann a bhith a’ riaghladh agus a’ cleachdadh an speactram a tha ri fhaighinn gu h-èifeachdach.
Tha adhartas ùr-nodha air dèiligeadh ris an dùbhlan seo: chaidh a’ chiad ioma-pholaireachadh terahertz aonaichte ultra-leathann (de) ioma-fhillteadair a thoirt gu buil air àrd-ùrlar silicon gun fho-strat.
Tha an dealbhadh ùr-ghnàthach seo ag amas air a’ chòmhlan fo-terahertz J (220-330 GHz) agus ag amas air conaltradh atharrachadh airson 6G agus nas fhaide air falbh. Bidh an inneal gu h-èifeachdach a’ dùblachadh comas dàta fhad ‘s a chumas e ìre call dàta ìosal, a’ fuasgladh na slighe airson lìonraidhean uèirleas àrd-astar èifeachdach agus earbsach.
Tha an sgioba air cùl na clach-mhìle seo a’ toirt a-steach an t-Àrd-ollamh Withawat Withayachumnankul bho Sgoil Innleadaireachd Dealain is Meacanaigeach Oilthigh Adelaide, an t-Oll. Weijie Gao, a tha a-nis na neach-rannsachaidh iar-dhotaireil aig Oilthigh Osaka, agus an t-Ollamh Masayuki Fujita.
Thuirt an t-Àrd-ollamh Withayachumnankul, “Tha an t-iom-fhillteadair polarachaidh a thathar a’ moladh a’ leigeil le ioma sruthan dàta a bhith air an sgaoileadh aig an aon àm taobh a-staigh an aon chòmhlan tricead, a’ dùblachadh comas dàta gu h-èifeachdach." Tha an leud-bann càirdeach a choilean an inneal gun samhail thar raon tricead sam bith, a’ riochdachadh leum mòr airson ioma-fhillteadairean aonaichte.
Tha ioma-fhillteadairean polarization deatamach ann an conaltradh an latha an-diugh leis gu bheil iad a’ comasachadh ioma-chomharran an aon chòmhlan tricead a cho-roinn, ag àrdachadh comas seanail gu mòr.
Bidh an inneal ùr a’ coileanadh seo le bhith a’ cleachdadh càraidean stiùiridh cònach agus còmhdach meadhanach èifeachdach anisotropic. Bidh na co-phàirtean sin a ’neartachadh birefringence polarization, a’ leantainn gu co-mheas àrd polarization à bith (PER) agus leud-bann farsaing - prìomh fheartan siostaman conaltraidh terahertz èifeachdach.
Eu-coltach ri dealbhaidhean traidiseanta a tha an urra ri tonnan neo-chunbhalach iom-fhillte agus a tha an urra ri tricead, bidh an ioma-fhillteadair ùr a’ cleachdadh còmhdach anisotropic le dìreach beagan eisimeileachd tricead. Tha an dòigh-obrach seo a’ toirt làn bhuannachd don leud-bann gu leòr a bheir na càraidean bideanach seachad.
Is e an toradh leud-bann bloighteach faisg air 40%, PER cuibheasach nas àirde na 20 dB, agus call cuir a-steach as ìsle timcheall air 1 dB. Tha na tomhasan coileanaidh sin fada nas àirde na na dealbhaidhean optigeach agus microwave a th’ ann mar-thà, a bhios gu tric a ’fulang le leud-bann cumhang agus call àrd.
Chan e a-mhàin gu bheil obair an sgioba rannsachaidh a’ cur ri èifeachdas siostaman terahertz ach tha e cuideachd a’ suidheachadh an stèidh airson àm ùr ann an conaltradh gun uèir. Thug an Dr Gao fa-near, "Tha an innleachdas seo na phrìomh dhraibhear ann a bhith a’ fuasgladh comas conaltraidh terahertz." Tha tagraidhean a’ toirt a-steach sruthadh bhidio àrd-mhìneachaidh, fìrinn leasaichte, agus lìonraidhean gluasadach an ath ghinealach mar 6G.
Tha cuingealachaidhean mòra an aghaidh fuasglaidhean riaghlaidh polarization terahertz traidiseanta, leithid transducers modh orthogonal (OMTs) stèidhichte air tonnan meatailt ceart-cheàrnach. Bidh tonnan meatailt a’ faighinn barrachd call ohmic aig triceadan nas àirde, agus tha na pròiseasan saothrachaidh aca iom-fhillte air sgàth riatanasan geoimeatrach teann.
Bidh ioma-luachadh polarization optigeach, a’ toirt a-steach an fheadhainn a tha a’ cleachdadh interferometers Mach-Zehnder no criostalan photonic, a’ tabhann sùbailteachd nas fheàrr agus call nas ìsle ach gu tric bidh feum aca air malairt eadar leud-bann, dlùth-chomas, agus iom-fhillteachd saothrachaidh.
Bithear a’ cleachdadh càraidean stiùiridh gu farsaing ann an siostaman optigeach agus feumaidh iad bifringence polarization làidir gus meud teann agus PER àrd a choileanadh. Ach, tha iad cuingealaichte le leud-bann cumhang agus cugallachd ri fulangas saothrachaidh.
Bidh an ioma-fhillteadair ùr a’ cothlamadh buannachdan càraidean stiùiridh bideanach agus còmhdach meadhanach èifeachdach, a’ faighinn thairis air na crìochan sin. Tha an còmhdach anisotropic a’ nochdadh claon-bhreith mòr, a’ dèanamh cinnteach gu bheil PER àrd thairis air leud-bann farsaing. Tha am prionnsapal dealbhaidh seo a’ comharrachadh gluasad bho dhòighean traidiseanta, a’ toirt seachad fuasgladh scalable agus practaigeach airson amalachadh terahertz.
Dhearbh dearbhadh deuchainneach air an ioma-fhillteadair a choileanadh air leth. Bidh an inneal ag obair gu h-èifeachdach anns an raon 225-330 GHz, a’ coileanadh leud-bann bloighteach de 37.8% fhad ‘s a chumas e PER os cionn 20 dB. Tha a mheud teann agus co-chòrdalachd le pròiseasan saothrachaidh àbhaisteach ga dhèanamh freagarrach airson mòr-chinneasachadh.
Thuirt an Dr Gao, “Chan e a-mhàin gu bheil an innleachdas seo ag àrdachadh èifeachdas siostaman conaltraidh terahertz ach cuideachd a’ fuasgladh na slighe airson lìonraidhean uèirleas àrd-astar nas cumhachdaiche agus nas earbsaiche."
Tha cleachdadh an teicneòlais seo a’ leudachadh nas fhaide na siostaman conaltraidh. Le bhith ag adhartachadh cleachdadh speactram, faodaidh an ioma-fhillteadair adhartasan a stiùireadh ann an raointean leithid radar, ìomhaighean, agus Eadar-lìn Rudan. “Taobh a-staigh deich bliadhna, tha sinn an dùil gun tèid gabhail ris na teicneòlasan terahertz sin gu farsaing agus am filleadh a-steach thar diofar ghnìomhachasan,” thuirt an t-Ollamh Withayachumnankul.
Faodar an ioma-fhillteadair a fhilleadh a-steach gu sgiobalta le innealan cruth-atharrachaidh nas tràithe a chaidh a leasachadh leis an sgioba, a’ comasachadh comasan conaltraidh adhartach air àrd-ùrlar aonaichte. Tha an co-chòrdalachd seo a’ nochdadh sùbailteachd agus scalability an àrd-ùrlar treòrachaidh tonn dielectric meadhan-chòmhdach èifeachdach.
Chaidh toraidhean rannsachaidh na sgioba fhoillseachadh anns an iris Laser & Photonic Reviews, a’ daingneachadh cho cudromach sa tha iad ann a bhith ag adhartachadh teicneòlas photonic terahertz. Thuirt an t-Àrd-ollamh Fujita, “Le bhith a’ faighinn thairis air cnapan-starra teicnigeach èiginneach, thathas an dùil gun brosnaich an innleachdas seo ùidh agus gnìomhachd rannsachaidh san raon. ”
Tha an luchd-rannsachaidh an dùil gum brosnaich an obair aca tagraidhean ùra agus tuilleadh leasachaidhean teicneòlais anns na bliadhnaichean ri teachd, a’ leantainn gu prototypes agus toraidhean malairteach aig a’ cheann thall.
Tha an ioma-fhillteadair seo a’ riochdachadh ceum mòr air adhart ann a bhith a’ fuasgladh comas conaltraidh terahertz. Bidh e a’ suidheachadh inbhe ùr airson innealan terahertz aonaichte leis na meatrach coileanaidh nach fhacas a-riamh.
Mar a tha an t-iarrtas airson lìonraidhean conaltraidh àrd-astar a’ sìor fhàs, bidh pàirt deatamach aig innleachdan mar sin ann a bhith a’ cumadh àm ri teachd teicneòlas gun uèir.
Ùine puist: Dùbhlachd-16-2024