Навъи нави мултиплексори терагерц иқтидори додаҳоро ду баробар зиёд карда, алоқаи 6G-ро бо паҳнои бесобиқа ва талафоти ками додаҳо ба таври назаррас беҳтар кардааст.
Муҳаққиқон як мултиплексори хеле васеъи диапазони терагертсро муаррифӣ карданд, ки иқтидори додаҳоро ду баробар зиёд мекунад ва пешрафтҳои инқилобиро ба 6G ва болотар меорад. (Манбаи тасвир: Getty Images)
Алоқаи бесими насли оянда, ки бо технологияи терагерц муаррифӣ мешавад, ваъда медиҳад, ки интиқоли маълумотро инқилоб хоҳад кард.
Ин системаҳо бо басомадҳои терагерц кор мекунанд ва паҳнои банди беназирро барои интиқол ва муоширати ултра-суръати маълумот пешниҳод мекунанд. Аммо, барои пурра амалӣ кардани ин имконият, бояд мушкилоти назарраси техникӣ, бахусус дар идоракунӣ ва истифодаи самараноки спектри мавҷуда, бартараф карда шаванд.
Як пешрафти беназир ин мушкилотро ҳал кард: аввалин мултиплексори поляризатсияи (де)-терагерсии ҳамгирошудаи ултра-васеъбанд, ки дар платформаи кремнийи бидуни субстрат амалӣ карда шуд.
Ин тарҳи инноватсионӣ ба диапазони J-и зери терагертс (220-330 ГГц) нигаронида шудааст ва барои табдил додани муошират барои 6G ва болотар аз он нигаронида шудааст. Дастгоҳ иқтидори додаҳоро самаранок ду баробар зиёд мекунад ва ҳамзамон суръати пасти талафоти додаҳоро нигоҳ медорад ва роҳро барои шабакаҳои бесими баландсуръат ва самаранок ҳамвор мекунад.
Дастаи пуштибони ин дастовард аз профессор Витават Витаячумнанкул аз Мактаби муҳандисии барқӣ ва механикии Донишгоҳи Аделаида, доктор Вейҷие Гао, ки ҳоло муҳаққиқи постдокторантура дар Донишгоҳи Осака мебошад ва профессор Масаюки Фуҷита иборатанд.
Профессор Витхаячумнанкул изҳор дошт: "Мултиплексори поляризатсияи пешниҳодшуда имкон медиҳад, ки ҷараёнҳои сершумори додаҳо ҳамзамон дар як диапазони басомад интиқол дода шаванд ва иқтидори додаҳоро самаранок дучанд кунанд." Паҳнои нисбии паҳнои банд, ки аз ҷониби дастгоҳ ба даст оварда шудааст, дар ҳама гуна диапазони басомад бесобиқа аст, ки барои мултиплексорҳои ҳамгирошуда як ҷаҳиши назаррасро нишон медиҳад.
Мултиплексорҳои поляризатсия дар муоширати муосир муҳиманд, зеро онҳо имкон медиҳанд, ки сигналҳои сершумор як банди басомадро истифода баранд ва иқтидори каналро ба таври назаррас афзоиш диҳанд.
Дастгоҳи нав инро тавассути истифодаи пайвасткунакҳои самтии конусӣ ва рӯйпӯши муассири анизотропӣ ба даст меорад. Ин ҷузъҳо душикоркунии поляризатсияро афзоиш медиҳанд, ки дар натиҷа нишондиҳандаи баланди хомӯшшавии поляризатсия (PER) ва паҳнои банд васеъ мешаванд - хусусиятҳои калидии системаҳои муассири алоқаи терагерц.
Бар хилофи тарҳҳои анъанавӣ, ки ба мавҷгирҳои асимметрии мураккаб ва вобаста ба басомад такя мекунанд, мултиплексори нав рӯйпӯши анизотропиро бо вобастагии ночизи басомад истифода мебарад. Ин равиш пурра аз паҳнои банди васеъе, ки аз ҷониби пайвасткунакҳои конусӣ пешниҳод карда мешавад, истифода мебарад.
Натиҷа паҳнои банди қисман қариб 40% аст, ки PER-и миёна аз 20 дБ зиёд аст ва талафоти ҳадди ақали воридкунӣ тақрибан 1 дБ аст. Ин нишондиҳандаҳои самаранокӣ аз нишондиҳандаҳои тарҳҳои мавҷудаи оптикӣ ва микроволновка, ки аксар вақт аз паҳнои банди танг ва талафоти баланд азият мекашанд, хеле зиёдтаранд.
Кори гурӯҳи тадқиқотӣ на танҳо самаранокии системаҳои терагерцро афзоиш медиҳад, балки заминаро барои давраи нав дар алоқаи бесим низ фароҳам меорад. Доктор Гао қайд кард: "Ин навоварӣ омили калидӣ дар кушодани потенсиали алоқаи терагерц мебошад." Барномаҳо ҷараёнҳои видеоии баландсифат, воқеияти васеъшуда ва шабакаҳои мобилии насли оянда ба монанди 6G-ро дар бар мегиранд.
Роҳҳои ҳалли анъанавии идоракунии поляризатсияи терагерц, ба монанди табдилдиҳандаҳои ортогоналӣ (OMT), ки бар асоси мавҷгирҳои росткунҷаи металлӣ асос ёфтаанд, бо маҳдудиятҳои назаррас рӯбарӯ мешаванд. Роҳнамоҳои мавҷгирҳои металлӣ дар басомадҳои баландтар талафоти оммии зиёдро аз сар мегузаронанд ва равандҳои истеҳсолии онҳо аз сабаби талаботи сахти геометрӣ мураккаб мебошанд.
Мултиплексорҳои поляризатсияи оптикӣ, аз ҷумла онҳое, ки интерферометрҳои Mach-Zehnder ё кристаллҳои фотониро истифода мебаранд, ҳамгироии беҳтар ва талафоти камтарро пешниҳод мекунанд, аммо аксар вақт байни паҳнои банд, фишурдагӣ ва мураккабии истеҳсолот мувозинат талаб мекунанд.
Пайвасткунакҳои самтӣ дар системаҳои оптикӣ ба таври васеъ истифода мешаванд ва барои ба даст овардани андозаи хурд ва PER-и баланд дурефренсияи қавии поляризатсияро талаб мекунанд. Аммо, онҳо бо паҳнои банди танг ва ҳассосият ба таҳаммулпазирии истеҳсолӣ маҳдуданд.
Мултиплексори нав бартариҳои пайвасткунакҳои самти конусӣ ва рӯйпӯши муассири миёнаро муттаҳид мекунад ва ин маҳдудиятҳоро бартараф мекунад. Рӯйпӯши анизотропӣ душикании назаррасро нишон медиҳад ва PER-и баландро дар паҳнои васеи банд таъмин мекунад. Ин принсипи тарроҳӣ дур шудан аз усулҳои анъанавиро нишон медиҳад ва барои ҳамгироии терагерц роҳи ҳали миқёспазир ва амалӣ фароҳам меорад.
Тасдиқи таҷрибавии мултиплексор самаранокии истисноии онро тасдиқ кард. Дастгоҳ дар диапазони 225-330 ГГц самаранок кор мекунад ва паҳнои банди қисман 37,8% -ро ба даст меорад ва ҳамзамон PER-ро аз 20 дБ боло нигоҳ медорад. Андозаи паймон ва мутобиқат бо равандҳои стандартии истеҳсолӣ онро барои истеҳсоли оммавӣ мувофиқ мегардонад.
Д-р Гао қайд кард: "Ин навоварӣ на танҳо самаранокии системаҳои алоқаи терагерцро афзоиш медиҳад, балки роҳро барои шабакаҳои бесими баландсуръати пуриқтидортар ва боэътимодтар низ ҳамвор мекунад."
Имконияти татбиқи ин технология аз системаҳои коммуникатсионӣ берун меравад. Бо беҳтар кардани истифодаи спектр, мултиплексор метавонад пешрафтҳоро дар соҳаҳо ба монанди радар, тасвир ва Интернети ашё таъмин кунад. Профессор Витхаячумнанкул изҳор дошт: "Дар давоми даҳ сол, мо интизорем, ки ин технологияҳои терагерц ба таври васеъ қабул ва дар соҳаҳои гуногун муттаҳид карда шаванд".
Мултиплексор инчунин метавонад бо дастгоҳҳои қаблан ташаккулдиҳандаи шуоъ, ки аз ҷониби даста таҳия шудаанд, бефосила муттаҳид карда шавад, ки имкон медиҳад функсияҳои пешрафтаи муошират дар платформаи ягона истифода шаванд. Ин мутобиқат чандирӣ ва миқёспазирии платформаи самараноки мавҷгири диэлектрикии бо пӯшиши миёнапӯшро нишон медиҳад.
Натиҷаҳои таҳқиқоти даста дар маҷаллаи Laser & Photonic Reviews нашр шудаанд, ки дар он аҳамияти онҳо дар пешрафти технологияи фотонии терагерц таъкид шудааст. Профессор Фуҷита қайд кард: "Интизор меравад, ки ин навоварӣ бо бартараф кардани монеаҳои муҳими техникӣ шавқ ва фаъолияти тадқиқотиро дар ин соҳа ҳавасманд кунад."
Муҳаққиқон интизоранд, ки кори онҳо дар солҳои оянда илҳомбахши барномаҳои нав ва беҳбудиҳои минбаъдаи технологӣ хоҳад буд ва дар ниҳоят ба прототипҳо ва маҳсулоти тиҷоратӣ оварда мерасонад.
Ин мултиплексор як қадами назаррас дар кушодани имкониятҳои алоқаи терагерц мебошад. Он бо нишондиҳандаҳои бесобиқаи кори худ стандарти наверо барои дастгоҳҳои ҳамгирошудаи терагерц муқаррар мекунад.
Бо афзоиши талабот ба шабакаҳои алоқаи баландсуръат ва дорои иқтидори баланд, чунин навовариҳо дар ташаккули ояндаи технологияи бесим нақши муҳим хоҳанд бозид.
Вақти нашр: 16 декабри соли 2024