Яңа төр терагерцлы мультиплексор мәгълүмат сыйдырышлыгын икеләтә арттырды һәм 6G элемтәсен сизелерлек яхшыртты, моңарчы күрелмәгән полоса киңлеге һәм мәгълүмат югалтуларын киметә.
Тикшеренүчеләр мәгълүмат сыйдырышлыгын икеләтә арттыра торган һәм 6G һәм аннан да югарырак технологияләргә революцион алгарышлар китерә торган супер киң диапазонлы терагерц мультиплексорын тәкъдим иттеләр. (Рәсем чыганагы: Getty Images)
Терагерц технологиясе белән тәкъдим ителгән киләсе буын сымсыз элемтә мәгълүмат тапшыруда революция ясарга вәгъдә итә.
Бу системалар терагерц ешлыкларында эшли, мәгълүматларны бик тиз тапшыру һәм элемтә өчен тиңдәшсез полоса киңлеге тәкъдим итә. Ләкин бу потенциалны тулысынча гамәлгә ашыру өчен, аеруча булган спектрны идарә итү һәм нәтиҗәле файдалануда, зур техник кыенлыкларны җиңәргә кирәк.
Бу проблеманы хәл итү өчен яңа казаныш булды: субстратсыз кремний платформасында беренче ультракиң полосалы интеграцияләнгән терагерц поляризациясе (де)мультиплексоры эшләнде.
Бу инновацион дизайн терагерцтан түбән J диапазонына (220-330 ГГц) юнәлтелгән һәм элемтәне 6G һәм аннан да югарырак стандартлар өчен үзгәртүне максат итеп куя. Җайланма мәгълүмат югалту тизлеген түбән саклап калып, мәгълүмат сыйдырышлыгын икеләтә арттыра, нәтиҗәле һәм ышанычлы югары тизлекле сымсыз челтәрләр өчен юл ача.
Бу мөһим вакыйга артында торган команда составында Аделаида университетының Электротехника һәм механика инженериясе мәктәбеннән профессор Витават Витаячумнанкул, хәзерге вакытта Осака университетында постдокторантура тикшеренүчесе булган доктор Вэйцзи Гао һәм профессор Масаюки Фуджита бар.
Профессор Витхаячумнанкул болай дип белдерде: "Тәкъдим ителгән поляризация мультиплексоры бер үк ешлык диапазонында бер үк вакытта берничә мәгълүмат агымын тапшырырга мөмкинлек бирә, нәтиҗәдә мәгълүмат сыйдырышлыгын икеләтә арттыра." Җайланма тарафыннан ирешелгән чагыштырмача үткәрүчәнлек ешлыгы теләсә нинди ешлык диапазонында күрелмәгән, бу интегральләштерелгән мультиплексорлар өчен зур сикереш булып тора.
Поляризация мультиплексорлары заманча элемтәдә бик мөһим, чөнки алар берничә сигналның бер үк ешлык диапазонын уртаклашуына мөмкинлек бирә, канал сыйдырышлыгын сизелерлек арттыра.
Яңа җайланма моңа конуссыман юнәлешле тоташтыргычлар һәм анизотроп эффектив мохит каплавы ярдәмендә ирешә. Бу компонентлар поляризациянең икеләтә сынуын көчәйтә, нәтиҗәдә югары поляризация сүнү коэффициенты (PER) һәм киң полоса киңлеге барлыкка килә - бу нәтиҗәле терагерц элемтә системаларының төп үзенчәлекләре.
Катлаулы һәм ешлыкка бәйле асимметрик дулкын үткәргечләренә таянган традицион конструкцияләрдән аермалы буларак, яңа мультиплексор ешлыкка бәйлелеге аз булган анизотроп каплау куллана. Бу алым конуссыман тоташтыргычлар тарафыннан бирелгән киң полоса киңлеген тулысынча файдалана.
Нәтиҗәдә, 40% ка якын өлешчә полоса киңлеге барлыкка килә, уртача PER 20 дБ дан артып китә, һәм минималь кертү югалтуы якынча 1 дБ тәшкил итә. Бу эшчәнлек күрсәткечләре гамәлдәге оптик һәм микродулкынлы конструкцияләрнекеннән күпкә артып китә, алар еш кына тар полоса киңлегеннән һәм югары югалтулардан интегә.
Тикшеренү төркеменең эше терагерц системаларының нәтиҗәлелеген арттырып кына калмый, ә чыбыксыз элемтәдә яңа чор өчен нигез сала. Доктор Гао билгеләп үткәнчә, "Бу инновация терагерц элемтәсенең потенциалын ачуда төп этәргеч булып тора". Куллануга югары сыйфатлы видео агымы, өстәмә чынбарлык һәм 6G кебек киләсе буын мобиль челтәрләре керә.
Турыпочмаклы металл дулкын үткәргечләренә нигезләнгән ортогональ режимлы үзгәрткечләр (ОМТ) кебек традицион терагерц поляризациясен идарә итү чишелешләре зур чикләүләргә дучар була. Металл дулкын үткәргечләре югарырак ешлыкларда ом югалтуларын арттыра, һәм аларны җитештерү процесслары катгый геометрик таләпләр аркасында катлаулы.
Оптик поляризация мультиплексорлары, шул исәптән Мах-Цендер интерферометрларын яки фотоник кристалларны кулланучылар, яхшырак интеграцияләнүчәнлек һәм югалтуларны киметү мөмкинлеген бирә, ләкин еш кына үткәрүчәнлек, компактлык һәм җитештерү катлаулылыгы арасында компромисс таләп итә.
Юнәлешле тоташтыргычлар оптик системаларда киң кулланыла һәм компакт зурлыкка һәм югары PERга ирешү өчен көчле поляризация икеләтә сыну таләп итә. Ләкин алар тар полоса киңлеге һәм җитештерү чыдамлылыгына сизгерлек белән чикләнгән.
Яңа мультиплексор конуссыман юнәлешле тоташтыргычларның һәм нәтиҗәле урта каплауның өстенлекләрен берләштерә, бу чикләүләрне җиңә. Анизотроп каплау зур ике сынучанлык күрсәтә, киң полосалы киңлектә югары PER тәэмин итә. Бу конструкция принцибы традицион ысуллардан аерылып тора, терагерц интеграциясе өчен масштабланырлык һәм практик чишелеш тәкъдим итә.
Мультиплексорның эксперименталь тикшерүе аның гаҗәеп эшләвен раслады. Җайланма 225-330 ГГц диапазонында нәтиҗәле эшли, 20 дБ дан югарырак PER дәрәҗәсен саклап калып, 37,8% өлешчә үткәрүчәнлеккә ирешә. Аның компакт зурлыгы һәм стандарт җитештерү процесслары белән туры килүе аны күпләп җитештерү өчен яраклы итә.
Доктор Гао болай дип билгеләп үтте: "Бу инновация терагерц элемтә системаларының нәтиҗәлелеген арттырып кына калмый, ә көчлерәк һәм ышанычлырак югары тизлекле сымсыз челтәрләр өчен юл да ача".
Бу технологиянең потенциаль кулланылышлары элемтә системаларыннан тыш та киңәя. Спектр куллануны яхшырту аша мультиплексор радар, сурәтләү һәм әйберләр интернеты кебек өлкәләрдә алга китешкә этәргеч бирә ала. "Ун ел эчендә без бу терагерц технологияләренең төрле тармакларда киң кулланылышын һәм интеграцияләнүен көтәбез", - диде профессор Витхаячумнанкул.
Мультиплексор шулай ук команда тарафыннан эшләнгән элеккеге нур формалаштыру җайланмалары белән җиңел интеграцияләнергә мөмкин, бу бердәм платформада алдынгы элемтә функцияләрен тәэмин итә. Бу туры килүчәнлек нәтиҗәле урта катламлы диэлектрик дулкын үткәргеч платформасының күпкырлылыгын һәм масштабланучанлыгын күрсәтә.
Команданың тикшеренү нәтиҗәләре Laser & Photonic Reviews журналында басылып чыкты, анда аларның фотоник терагерц технологиясен алга этәрүдәге әһәмияте ассызыклана. Профессор Фуджита болай дип билгеләп үтте: "Критик техник киртәләрне җиңү юлы белән, бу инновация өлкәдә кызыксынуны һәм тикшеренү эшчәнлеген стимуллаштырачак".
Тикшеренүчеләр үзләренең эшләренең киләсе елларда яңа кушымталарга һәм технологик яхшыртуларга илһамландырачак, нәтиҗәдә коммерция прототипларына һәм продуктларына китерәчәк дип көтәләр.
Бу мультиплексор терагерцлы элемтә мөмкинлекләрен ачуда алга китешнең мөһим адымы булып тора. Ул үзенең тиңдәшсез җитештерү күрсәткечләре белән интеграцияләнгән терагерцлы җайланмалар өчен яңа стандарт билгели.
Югары тизлекле, зур сыйдырышлы элемтә челтәрләренә ихтыяҗ үсә барган саен, мондый инновацияләр сымсыз технологияләрнең киләчәген формалаштыруда мөһим роль уйнаячак.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 16 декабре