Tá cineál nua ilphléacsálaí terahertz tar éis cumas sonraí a dhúbailt agus cumarsáid 6G a fheabhsú go suntasach le bandaleithead gan fasach agus caillteanas sonraí íseal.
Thug taighdeoirí isteach ilphléacsóir terahertz banna sár-leathan a dhúblaíonn toilleadh sonraí agus a thugann dul chun cinn réabhlóideach go 6G agus níos faide anonn. (Foinse íomhá: Getty Images)
Geallann cumarsáid gan sreang den chéad ghlúin eile, arna léiriú ag teicneolaíocht terahertz, tarchur sonraí a réabhlóidiú.
Feidhmíonn na córais seo ag minicíochtaí terahertz, ag tairiscint bandaleithead gan sárú le haghaidh tarchur sonraí agus cumarsáid ultra-tapa. Chun an acmhainneacht seo a bhaint amach go hiomlán, áfach, ní mór dúshláin theicniúla suntasacha a shárú, go háirithe maidir leis an speictream atá ar fáil a bhainistiú agus a úsáid go héifeachtach.
Tá dul chun cinn ceannródaíoch tar éis dul i ngleic leis an dúshlán seo: an chéad ilphléacsóir polaraithe terahertz comhtháite ultra-leathanbhanda (de) réadaithe ar ardán sileacain saor ó fhoshraith.
Díríonn an dearadh nuálaíoch seo ar an mbanda fo-therahertz J (220-330 GHz) agus tá sé mar aidhm aige cumarsáid a athrú le haghaidh 6G agus níos faide anonn. Déanann an gléas cumas sonraí a dhúbailt go héifeachtach agus ráta íseal caillteanais sonraí á chothabháil, ag réiteach an bhealaigh do líonraí gan sreang ardluais éifeachtach agus iontaofa.
Áirítear ar an bhfoireann taobh thiar den chloch mhíle seo an tOllamh Withawat Withayachumnankul ó Scoil na hInnealtóireachta Leictrí agus Meicniúla de chuid Ollscoil Adelaide, an Dr. Weijie Gao, atá anois ina thaighdeoir iardhochtúireachta ag Ollscoil Osaka, agus an tOllamh Masayuki Fujita.
Dúirt an tOllamh Withayachumnankul, "Ceadaíonn an t-ilphléacsálaí polaraithe atá beartaithe il-sruthanna sonraí a tharchur go comhuaineach laistigh den bhanda minicíochta céanna, ag dúbailt acmhainn sonraí go héifeachtach." Tá an bandaleithead coibhneasta a bhaineann an gléas amach gan fasach thar aon raon minicíochta, rud a léiríonn léim shuntasach d'ilphléacsóirí comhtháite.
Tá ilphléacsóirí polaraithe riachtanach i gcumarsáid nua-aimseartha mar go gcuireann siad ar chumas comharthaí iolracha an banna minicíochta céanna a roinnt, rud a chuireann go mór le cumas cainéil.
Baineann an gléas nua é seo amach trí úsáid a bhaint as cúplóirí treo cónúla agus cumhdach meán éifeachtach anisotrópach. Cuireann na comhpháirteanna seo feabhas ar imréiteach polaraithe, rud a fhágann go bhfuil cóimheas ard díothaithe polaraithe (PER) agus bandaleithead leathan - príomhthréithe na gcóras cumarsáide terahertz éifeachtach.
Murab ionann agus dearaí traidisiúnta atá ag brath ar thonntreoraithe neamhshiméadracha casta agus minicíocht-spleách, úsáideann an t-ilphléacsálaí nua cumhdach anisotrópach gan ach spleáchas beag ar mhinicíocht. Déanann an cur chuige seo giaráil iomlán ar an bandaleithead cuimsithí a sholáthraíonn na cúplóirí cónúla.
Is é an toradh ná bandaleithead codánach gar do 40%, meán PER níos mó ná 20 dB, agus caillteanas cuir isteach íosta de thart ar 1 dB. Sáraíonn na méadrachtaí feidhmíochta seo iad siúd a bhaineann le dearaí optúla agus micreathonnacha atá ann cheana féin, a mbíonn bandaleithead cúng agus caillteanas ard ag baint leo go minic.
Ní hamháin go gcuireann obair na foirne taighde le héifeachtúlacht na gcóras terahertz ach leagann sí an bhunchloch freisin do ré nua sa chumarsáid gan sreang. Thug an Dr Gao faoi deara, "Tá an nuálaíocht seo ina phríomhspreagadh maidir le cumas cumarsáide terahertz a dhíghlasáil." I measc na n-iarratas tá sruthú físeáin ardghléine, réaltacht mhéadaithe, agus líonraí soghluaiste den chéad ghlúin eile cosúil le 6G.
Tá teorainneacha suntasacha os comhair réitigh bhainistíochta polaraithe terahertz traidisiúnta, mar shampla trasducers mód orthogonal (OMTanna) bunaithe ar thonnthreoraithe miotail dronuilleogacha. Tá caillteanais mhéadaithe ohmic ag minicíochtaí níos airde ag tonntreoraithe miotail, agus tá a bpróisis déantúsaíochta casta mar gheall ar riachtanais gheoiméadracha déine.
Tairgeann ilphléacsóirí optúla polaraithe, lena n-áirítear iad siúd a úsáideann trasnamhéadair Mach-Zehnder nó criostail fhótónacha, comhtháthú níos fearr agus caillteanais níos ísle ach is minic a éilíonn comhbhabhtálacha idir bandaleithead, dlúthacht agus castacht déantúsaíochta.
Úsáidtear cúplóirí treorach go forleathan i gcórais optúla agus éilíonn siad bifringence polaraithe láidir chun méid dlúth agus PER ard a bhaint amach. Mar sin féin, tá siad teoranta ag bandaleithead caol agus íogaireacht le lamháltais déantúsaíochta.
Comhcheanglaíonn an t-ilphléacsálaí nua na buntáistí a bhaineann le cúplóirí treo cónúla agus cumhdach éifeachtach meánach, rud a sháraíonn na teorainneacha sin. Léiríonn an cumhdach anisotrópach dé-réimse suntasach, ag cinntiú PER ard thar bandaleithead leathan. Léiríonn an prionsabal dearaidh seo imeacht ó mhodhanna traidisiúnta, ag soláthar réiteach inscálaithe agus praiticiúil do chomhtháthú terahertz.
Dheimhnigh bailíochtú turgnamhach an ilphléacsora a fheidhmíocht eisceachtúil. Feidhmíonn an gléas go héifeachtach sa raon 225-330 GHz, ag baint amach bandaleithead codánach de 37.8% agus PER os cionn 20 dB á chothabháil. Déanann a mhéid dlúth agus a chomhoiriúnacht le próisis déantúsaíochta caighdeánacha go bhfuil sé oiriúnach le haghaidh táirgeadh mais.
Dúirt an Dr Gao, "Ní hamháin go gcuireann an nuálaíocht seo le héifeachtúlacht na gcóras cumarsáide terahertz ach réitíonn sé an bealach do líonraí gan sreang ardluais níos cumhachtaí agus níos iontaofa."
Síneann feidhmeanna féideartha na teicneolaíochta seo níos faide ná córais chumarsáide. Trí úsáid speictrim a fheabhsú, is féidir leis an ilphléacsóir dul chun cinn a thiomáint i réimsí mar radar, íomháú agus Idirlíon na Rudaí. "Taobh istigh de dheich mbliana, táimid ag súil go nglacfar go forleathan leis na teicneolaíochtaí terahertz seo agus go ndéanfar iad a chomhtháthú ar fud na dtionscal éagsúla," a dúirt an tOllamh Withayachumnankul.
Is féidir an t-ilphléacsóir a chomhtháthú gan uaim freisin le gléasanna bíomaí níos luaithe a d'fhorbair an fhoireann, rud a chumasaíonn feidhmiúlachtaí cumarsáide ardleibhéil ar ardán aontaithe. Léiríonn an chomhoiriúnacht seo solúbthacht agus inscálaithe an ardáin thonntreoraithe tréleictreach meánchumhdaithe éifeachtach.
Foilsíodh torthaí taighde na foirne san iris Laser & Photonic Reviews, ag cur béime ar a dtábhacht maidir le teicneolaíocht terahertz fótóinic a chur chun cinn. Dúirt an tOllamh Fujita, "Trí bacainní teicniúla ríthábhachtacha a shárú, táthar ag súil go spreagfaidh an nuálaíocht seo spéis agus gníomhaíocht taighde sa réimse."
Tá na taighdeoirí ag súil go spreagfaidh a gcuid oibre feidhmchláir nua agus feabhsuithe teicneolaíochta breise sna blianta amach romhainn, as a dtiocfaidh fréamhshamhlacha agus táirgí tráchtála ar deireadh.
Is céim shuntasach chun cinn é an t-ilphléacsálaí seo maidir le hacmhainneacht na cumarsáide terahertz a dhíghlasáil. Socraíonn sé caighdeán nua le haghaidh feistí terahertz comhtháite lena méadracht feidhmíochta gan fasach.
De réir mar a leanann an t-éileamh ar líonraí cumarsáide ardluais, ard-acmhainne ag fás, beidh ról ríthábhachtach ag nuálaíochtaí den sórt sin maidir le todhchaí na teicneolaíochta gan sreang a mhúnlú.
Am postála: Dec-16-2024