Piitä seuraavan sukupolven viestinnälle

Kokeilu multiplekserillä osoittaa liitännän ulkoisiin järjestelmiin. Multiplekserillä ei ole minkäänlaista tukisubstraattia.

Japanilaisen Osakan ja Australialaisen Adelaiden yliopiston tutkijat ovat yhdessä tehneet uuden puhtaasta piistä valmistetun multiplekserin terahertzialueen viestintään 300 GHz:n taajuusalueelle.

Multiplekseriksin suunnitelma hallitsee tehokkaasti terahertsiaaltoja, jotka ovat avainasemassa seuraavan sukupolven viestinnässä.

"Tähän asti ei kompakteja ja käytännöllisiä multipleksereitä ole kehitetty terahertsien alueelle. Uudenlaiset terahertsiset multiplekserit, joiden valmistaminen on taloudellista, ovat erittäin hyödyllisiä ultralaajakaistaisessa langattomassa viestinnässä.

Ryhmän kehittämät terahertsimultiplekserit ovat pienikokoiset ja tehokkaat uuden optisen tunnelointiprosessin ansiosta. "Tyypillinen nelikanavainen optinen multiplekseri voi ulottua yli 2000 aallonpituudelle ja sellainen olisi sitten 300 GHz:n kaistalla noin kaksi metriä pitkä", visioi tohtori Daniel Headland Osakan yliopistosta.

"Meidän laitteellamme on vain 25 aallonpituuden ulottuvuus, mikä tarjoaa dramaattisen koon pienentämisen kertoimella 6000. Nelikanavainen multiplekserimme voi tukea 48 gigabittiä sekunnissa (Gbit/s)."

"Jotta koko järjestelmä olisi kannettava, aiomme integroida tämän multiplekserin resonoivien tunnelidiodien kanssa kompaktien, monikanavaisten terahertsilähettimien tarjoamiseksi. Uusi multiplekseri voidaan valmistaa sarjatuotannossa, aivan kuten tietokoneen sirut, mutta on niitä paljon yksinkertaisempi."

Tämä tutkimus perustuu ryhmän työhön vuodelta 2020, kun he loivat ilman alustaa ja metallia piimikrofotoniikkaa tehokkaille integroiduille terahertsilaitteille.

Vaikka piillä on huono maine fotoniikassa, Surreyn yliopiston johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on nyt osoittanut, että pii on erinomainen ehdokas luoda laite, joka voi ohjata useita valonsäteitä.

Löytö tarkoittaa, että nyt on mahdollista tuottaa piiprosessoreita, joilla on sisäänrakennettu kyky hallita valonsäteillä muita säteitä - mikä lisää sähköisen viestinnän nopeutta ja tehokkuutta.

Tietynlainen epälineaarisuus voi tuottaa lähtösäteen, jonka aallonpituus on kolmasosa tai sitä voidaan käyttää ohjaamaan lasersäde uudelleen säteen informaation suunnan ohjaamiseksi. Tutkijat havaitsivat, että piillä on voimakkain tämän tyyppinen epälineaarisuus mitä koskaan on löydetty.

Tutkijoiden mukaan löytö oli sattuma, koska he yrittivät ymmärtää, kuinka piikiteiden hyvin pientä määrä fosforiatomeja voitaisiin käyttää kvanttitietokoneen tekemiseen ja kuinka valonsäteitä voidaan käyttää fosforiatomeihin tallennettujen kvantti-informaation hallintaan.

"Hämmästyneenä huomasimme, että fosforiatomit emittoivat uudelleen valonsäteitä, jotka olivat melkein yhtä kirkkaita kuin erittäin voimakas laser, jota niille osoitimme. Tätä he sitten ryhtyivätkin tutkimaan.

Aiheista aiemmin:

Näppärä terahertsinen tekniikka

Pii ja fotoniikka löytävät toisensa