硅芯片推动6G通信向前发展

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一组科学家利用新型偏振复用器释放了 6G 通信的潜力。太赫兹通信代表了无线技术的下一个前沿，有望实现远超现有系统的数据传输速率。
通过在太赫兹频率下运行，这些系统可以支持前所未有的带宽，实现超高速无线通信和数据传输。然而，太赫兹通信面临的一个重大挑战是有效管理和利用可用频谱。
该团队开发出了首个基于无基板硅基的超宽带集成太赫兹偏振（解）复用器，并已在亚太赫兹 J 波段（220-330 GHz）上成功测试了该波段，以实现 6G 及以后的通信。
该团队由阿德莱德大学电气与机械工程学院的 Withawat Withayachumnankul 教授领导，团队成员还包括阿德莱德大学前博士生高伟杰博士，他现在是大阪大学的博士后研究员，与 Masayuki Fujita 教授一起工作。
“我们提出的偏振复用器将允许在同一频带上同时传输多个数据流，从而有效地使数据容量翻倍，”Withayachumnankul 教授说。“这种相对较大的带宽是任何频率范围内集成复用器的最高记录。如果将其缩放到光通信频段的中心频率，这样的带宽可以覆盖所有光通信频段。”
多路复用器使得多个输入信号可以共享一个设备或资源，例如在一条线路上传输多个电话呼叫的数据。
团队研发的新设备在相同带宽下，通信容量可翻倍，数据丢失率比现有设备更低，采用标准制造工艺，可实现经济高效的大规模生产。
高博士说：“这项创新不仅提高了太赫兹通信系统的效率，而且为更加强大和可靠的高速无线网络铺平了道路。”
“因此，偏振复用器是实现太赫兹通信全部潜力的关键推动因素，推动高清视频流、增强现实和 6G 等下一代移动网络等各个领域的进步。”
该团队在《激光与光子评论》杂志上发表了他们的研究成果，解决了相关挑战，大大提高了光子学太赫兹技术的实用性。
具有正交偏振的同步双通道通信的视频演示。来源：2024 Gao 等人，超宽带太赫兹集成偏振复用器。《激光与光子学评论》
“通过克服关键的技术障碍，这项创新有望激发人们对该领域的兴趣和研究活动，”论文合著者藤田教授说。“我们预计，在未来一到两年内，研究人员将开始探索新的应用并完善该技术。”
在接下来的三到五年内，该团队预计将看到高速通信领域取得重大进步，从而推出商业原型和早期产品。
威塔亚丘姆南库尔教授表示：“十年内，我们预计太赫兹技术将在各个行业得到广泛应用和融合，从而彻底改变电信、成像、雷达和物联网等领域。”
这种最新的偏振多路复用器可以与该团队早期的波束成形设备在同一平台上无缝集成，实现先进的通信功能。
更多信息： 超宽带太赫兹集成偏振复用器，《激光与光子学评论》（2024 年）。DOI ：10.1002/lpor.202400270