一種被稱為復(fù)用器的超小型硅芯片新設(shè)計(jì)將有效管理太赫茲波，這是6G等下一代通信的關(guān)鍵。來(lái)自日本大阪大學(xué)和澳大利亞阿德萊德大學(xué)的研究人員共同合作，為300GHz頻段太赫茲范圍通信生產(chǎn)了由純硅制成的新型多路復(fù)用器。
為了控制太赫茲波的巨大頻譜帶寬，用于分割和連接信號(hào)的多路復(fù)用器對(duì)于將信息分成可管理的塊狀物至關(guān)重要，這些塊狀物可以更容易地被處理，因此可以更快地從一個(gè)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)。
研究人員表示，到目前為止，還沒(méi)有為太赫茲范圍開(kāi)發(fā)出緊湊而實(shí)用的多路復(fù)用器。新的太赫茲多路復(fù)用器制造起來(lái)很經(jīng)濟(jì)，將對(duì)超寬帶無(wú)線通信極為有用。這種所開(kāi)發(fā)的芯片的形狀是組合和分割信道的關(guān)鍵，這樣可以更迅速地處理更多的數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)潔是它的魅力所在。
世界各地的人們?cè)絹?lái)越多地使用移動(dòng)設(shè)備來(lái)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，連接設(shè)備的數(shù)量正在成倍增加。很快，機(jī)器將在物聯(lián)網(wǎng)中相互通信，這將需要更加強(qiáng)大的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，能夠快速傳輸大量的數(shù)據(jù)。太赫茲波是電磁波譜的一部分，其原始頻譜帶寬遠(yuǎn)比基于微波的傳統(tǒng)無(wú)線通信更寬。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了超緊湊和高效的太赫茲多路復(fù)用器，這要?dú)w功于一種新型的光學(xué)隧道工藝。
“一個(gè)典型的四通道光復(fù)用器可能橫跨2000多個(gè)波長(zhǎng)。在300GHz頻段，這將是大約兩米的長(zhǎng)度。我們的設(shè)備僅有25個(gè)波長(zhǎng)，這使尺寸大幅減少了6000倍。新的多路復(fù)用器覆蓋的頻譜帶寬是日本分配給4G/LTE（目前最快的移動(dòng)技術(shù)）和5G（下一代）的總頻譜的30倍以上。由于帶寬與數(shù)據(jù)速率有關(guān)，使用新的多路復(fù)用器可以實(shí)現(xiàn)超高速的數(shù)字傳輸。
目前這種四通道多路復(fù)用器有可能支持每秒48Gbit/s的總數(shù)據(jù)率，相當(dāng)于實(shí)時(shí)流式傳輸未壓縮的8K超高清視頻。這項(xiàng)研究發(fā)表在《Optica》雜志上，由日本科學(xué)技術(shù)廳（JST）CREST資助項(xiàng)目、KAKENHI撥款和澳大利亞研究理事會(huì)（ARC）撥款資助。目前的工作建立在該團(tuán)隊(duì)2020年的工作基礎(chǔ)上，當(dāng)時(shí)他們?yōu)楦咝Ъ商掌澰O(shè)備創(chuàng)造了無(wú)襯底、無(wú)金屬的硅微光子學(xué)。這項(xiàng)創(chuàng)新開(kāi)辟了一條將現(xiàn)有的納米光子復(fù)用器轉(zhuǎn)換到太赫茲領(lǐng)域的途徑。
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