Terahers multipleksorynyň täze görnüşi maglumat kuwwatyny iki esse artdyrdy we 6G aragatnaşygyny öň görlüp-eşidilmedik derejede geçirijilik ukyby we maglumat ýitgisiniň pes bolmagy bilen ep-esli gowulandyrdy.
Barlagçylar maglumat kuwwatyny iki esse artdyrýan we 6G we ondan ýokary ulgamlara rewolýusiýa taýdan täze ösüşler getirýän örän giň diapazonly terahers multipleksoryny hödürlediler. (Surat çeşmesi: Getty Images)
Terahers tehnologiýasy bilen görkezilýän täze nesil simsiz aragatnaşyk maglumat geçirijiliginde rewolýusiýa döretmegi wada berýär.
Bu ulgamlar terahers ýygylyklarynda işleýär we örän çalt maglumat geçirmek we aragatnaşyk üçin deňsiz-taýsyz geçirijilik ukybyny hödürleýär. Şeýle-de bolsa, bu mümkinçiligi doly amala aşyrmak üçin, esasanam elýeterli spektri dolandyrmakda we netijeli ulanmakda uly tehniki kynçylyklary ýeňip geçmeli.
Bu meseläni çözmegiň täze usuly bar: substratsyz kremniý platformasynda döredilen ilkinji ultra giň zolakly integrasiýa edilen terahers polýarizasiýa (de)multipleksor.
Bu innowasion dizaýn terahersden aşak J diapazonyna (220-330 GHz) gönükdirilendir we aragatnaşygy 6G we ondan ýokary ulgamlar üçin özgertmegi maksat edinýär. Enjam maglumat ýitiriş tizligini pes derejede saklap, maglumat kuwwatyny iki esse artdyrýar we netijeli we ygtybarly ýokary tizlikli simsiz ulgamlaryň döredilmegine ýol açýar.
Bu uly üstünligiň arkasyndaky toparyň düzümine Adelaida uniwersitetiniň Elektrik we mehaniki inženerçilik mekdebiniň professory Witawat Witayachumnankul, häzirki wagtda Osaka uniwersitetinde doktoranturadan soňky ylmy işgär bolup işleýän doktor Weijie Gao we professor Masayuki Fujita girýär.
Professor Withayachumnankul şeýle diýdi: "Teklip edilýän polýarizasiýa multipleksory bir wagtyň özünde birnäçe maglumat akymynyň şol bir ýygylyk zolagynda geçirilmegine mümkinçilik berýär we maglumat kuwwatyny netijeli iki esse artdyrýar." Enjamyň gazanan deňeşdirme geçirijilik ukyby islendik ýygylyk aralygynda öň görülmedik derejede bolup, integrasiýa edilen multipleksorlar üçin uly bir öňegidişligi aňladýar.
Polýarizasiýa multipleksorlary häzirki zaman aragatnaşykda möhümdir, sebäbi olar birnäçe signalyň bir ýygylyk zolagyny paýlaşmagyna mümkinçilik berýär we kanalyň kuwwatyny ep-esli artdyrýar.
Täze enjam muny konus görnüşli gönükdiriji birleşdirijileri we anizotrop täsirli orta örtügi ulanmak arkaly amala aşyrýar. Bu komponentler polýarizasiýa ikitaraplaýyn synmagyny güýçlendirýär, netijede ýokary polýarizasiýa sönme gatnaşygyny (PER) we giň geçirijilik zolagyny döredýär - bu netijeli terahers aragatnaşyk ulgamlarynyň esasy häsiýetnamalarydyr.
Çylşyrymly we ýygylyga bagly assimetrik tolkun geçirijilerine daýanýan däp bolan dizaýnlardan tapawutlylykda, täze multipleksor diňe az ýygylyga bagly bolan anizotrop örtügi ulanýar. Bu çemeleşme konus şekilli birleşdirijileriň üpjün edýän giň geçirijilik ukybyndan doly peýdalanýar.
Netijede, bölejik geçirijilik 40% golaý bolýar, ortaça PER 20 dB-den geçýär we iň az goşulyş ýitgisi takmynan 1 dB bolýar. Bu öndürijilik ölçegleri, köplenç dar geçirijilik çäkliligi we ýokary ýitgilerden ejir çekýän bar bolan optiki we mikrotolkunly dizaýnlaryň görkezijilerinden has ýokarydyr.
Ylmy-barlag toparynyň işi diňe bir terahers ulgamlarynyň netijeliligini ýokarlandyrmak bilen çäklenmän, eýsem simsiz aragatnaşygyň täze döwrüniň binýadyny hem döredýär. Doktor Gao: "Bu innowasiýa terahers aragatnaşygynyň mümkinçiliklerini açmakda esasy hereketlendiriji güýçdür" diýip belledi. Ulanylyşlara ýokary kesgitlenen wideo ýaýlymy, giňeldilen hakykat we 6G ýaly täze nesil mobil ulgamlary girýär.
Gönüburçly metal tolkun geçirijilerine esaslanýan ortogonal režimli öwrüjiler (OMT) ýaly däp bolan terahers polýarizasiýa dolandyryş çözgütleri uly çäklendirmeler bilen ýüzbe-ýüz bolýar. Metal tolkun geçirijileri ýokary ýygylyklarda omik ýitgileriň artmagyny başdan geçirýär we olaryň önümçilik prosesleri berk geometrik talaplar sebäpli çylşyrymlydyr.
Mach-Zehnder interferometrlerini ýa-da fotonik kristallary ulanýanlary öz içine alýan optiki polýarizasiýa multipleksorlary has gowy integrasiýa we az ýitgileri hödürleýär, ýöne köplenç geçirijilik ukyby, ykjamlyk we önümçilik çylşyrymlylygy arasynda özara gatnaşygy talap edýär.
Ugurly birleşdirijiler optiki ulgamlarda giňden ulanylýar we ykjam ölçeglere we ýokary PER-e ýetmek üçin güýçli polýarizasiýa iki refrensiýasyny talap edýär. Şeýle-de bolsa, olar dar geçirijilik zolagy we önümçilik çydamlylygyna duýgurlyk bilen çäklenýär.
Täze multipleksor konus görnüşli gönükdiriji birleşdirijileriň we netijeli orta örtügiň artykmaçlyklaryny birleşdirip, bu çäklendirmeleri ýeňip geçýär. Anizotrop örtük uly iki syndyryş görkezýär we giň geçirijilik zolagynda ýokary PER-i üpjün edýär. Bu dizaýn prinsipi terahers integrasiýasy üçin ölçeklenip bilýän we amaly çözgüt hödürläp, däp bolan usullardan daşlaşmagy alamatlandyrýar.
Multipleksoryň synag barlaglary onuň ajaýyp işini tassyklady. Enjam 225-330 GHz diapazonynda netijeli işleýär, PER-i 20 dB-den ýokary saklap, 37,8% bölekleýin geçirijilik ukybyna ýetýär. Onuň kiçi ölçegliligi we standart önümçilik prosesleri bilen utgaşyklylygy ony köpçülikleýin önümçilik üçin amatly edýär.
Doktor Gao şeýle belledi: "Bu innowasiýa diňe bir terahers aragatnaşyk ulgamlarynyň netijeliligini ýokarlandyrmak bilen çäklenmän, eýsem has güýçli we ygtybarly ýokary tizlikli simsiz ulgamlaryň döredilmegine hem ýol açýar".
Bu tehnologiýanyň mümkin bolan ulanylyş ugurlary aragatnaşyk ulgamlaryndan daşary hem giňelýär. Spektr ulanylyşyny gowulandyrmak arkaly multipleksor radar, surat çekmek we zatlaryň interneti ýaly ugurlarda öňegidişlikleri öňe ilerletmäge itergi berip biler. "On ýylyň dowamynda biz bu terahers tehnologiýalaryň dürli pudaklarda giňden ornaşdyrylmagyna we integrasiýa edilmegine garaşýarys" diýip, professor Withayachumnankul aýtdy.
Multipleksor şeýle hem topar tarapyndan öňki işlenip düzülen şöhle emele getiriji enjamlar bilen sazlaşykly integrasiýa edilip bilner, bu bolsa birleşdirilen platformada ösen aragatnaşyk funksiýalaryny üpjün edýär. Bu utgaşyklyk netijeli orta örtükli dielektrik tolkun geçiriji platformasynyň köpugurlylygyny we ölçeklenişliligini görkezýär.
Toparyň ylmy-barlag işleriniň netijeleri “Laser & Photonic Reviews” žurnalynda çap edildi we olaryň fotonik terahers tehnologiýasyny ösdürmekdäki ähmiýeti nygtaldy. Professor Fujita: “Bu innowasiýa möhüm tehniki päsgelçilikleri ýeňip geçmek arkaly bu ugurda gyzyklanmany we ylmy-barlag işini höweslendirer diýlip garaşylýar” diýip belledi.
Barlagçylar öz işleriniň geljekki ýyllarda täze ulanylyşlara we tehnologiki kämilleşdirmelere ylham berjekdigine, netijede täjirçilik prototiplerine we önümlerine getirjekdigine garaşýarlar.
Bu multipleksor terahers aragatnaşygynyň mümkinçiliklerini açmakda öňe ädilen möhüm ädimi aňladýar. Ol deňsiz-taýsyz öndürijilik ölçegleri bilen integrasiýa edilen terahers enjamlary üçin täze standarty kesgitleýär.
Ýokary tizlikli, ýokary kuwwatly aragatnaşyk ulgamlaryna bolan isleg artmagyny dowam etdirýän mahaly, şeýle innowasiýalar simsiz tehnologiýanyň geljegini kemala getirmekde möhüm rol oýnar.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 16-njy dekabry