ဖြစ်ရပ် ဘန်နာ

စက်မှုလုပ်ငန်းသတင်းများ- 6G ဆက်သွယ်ရေးသည် အောင်မြင်မှုအသစ်တစ်ခုကို ရရှိ!

စက်မှုလုပ်ငန်းသတင်းများ- 6G ဆက်သွယ်ရေးသည် အောင်မြင်မှုအသစ်တစ်ခုကို ရရှိ!

terahertz multiplexer အမျိုးအစားအသစ်တစ်ခုသည် ဒေတာစွမ်းရည်ကို နှစ်ဆတိုးစေပြီး မကြုံစဖူး bandwidth နှင့် ဒေတာဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးစွာဖြင့် 6G ဆက်သွယ်မှုကို သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးခဲ့သည်။

封面图片+正文图片

သုတေသီများသည် ဒေတာစွမ်းရည်ကို နှစ်ဆတိုးစေပြီး 6G နှင့် ထို့ထက်ကျော်လွန်သော နယ်ပယ်များသို့ တော်လှန်ပြောင်းလဲသော တိုးတက်မှုများ ယူဆောင်လာပေးသည့် super-wide band terahertz multiplexer ကို မိတ်ဆက်ခဲ့သည်။ (ပုံရင်းမြစ်: Getty Images)

terahertz နည်းပညာဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည့် နောက်မျိုးဆက် ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးသည် ဒေတာထုတ်လွှင့်မှုကို တော်လှန်ပြောင်းလဲပစ်မည်ဟု ကတိပြုထားသည်။

ဤစနစ်များသည် terahertz ကြိမ်နှုန်းများတွင် လည်ပတ်ပြီး အလွန်မြန်ဆန်သော ဒေတာထုတ်လွှင့်မှုနှင့် ဆက်သွယ်ရေးအတွက် ယှဉ်နိုင်စရာမရှိသော bandwidth ကို ပေးဆောင်ပါသည်။ သို့သော် ဤအလားအလာကို အပြည့်အဝအကောင်အထည်ဖော်ရန်အတွက် အထူးသဖြင့် ရရှိနိုင်သော spectrum ကို စီမံခန့်ခွဲခြင်းနှင့် ထိရောက်စွာအသုံးပြုခြင်းတွင် သိသာထင်ရှားသော နည်းပညာဆိုင်ရာစိန်ခေါ်မှုများကို ကျော်လွှားရမည်ဖြစ်သည်။

ဤစိန်ခေါ်မှုကို 획기적인 တိုးတက်မှုတစ်ခုက ဖြေရှင်းပေးခဲ့သည်- substrate-free silicon platform ပေါ်တွင် အကောင်အထည်ဖော်ထားသော ပထမဆုံး ultra-wideband integrated terahertz polarization (de)multiplexer။

ဤဆန်းသစ်သောဒီဇိုင်းသည် sub-terahertz J band (220-330 GHz) ကိုပစ်မှတ်ထားပြီး 6G နှင့်အထက်အတွက် ဆက်သွယ်ရေးကိုပြောင်းလဲရန် ရည်ရွယ်ပါသည်။ ဤကိရိယာသည် ဒေတာဆုံးရှုံးမှုနှုန်းကို နည်းပါးစွာထိန်းသိမ်းထားစဉ်တွင် ဒေတာစွမ်းရည်ကို နှစ်ဆတိုးစေပြီး ထိရောက်ပြီးယုံကြည်စိတ်ချရသော မြန်နှုန်းမြင့်ကြိုးမဲ့ကွန်ရက်များအတွက် လမ်းခင်းပေးပါသည်။

ဤမှတ်တိုင်၏ နောက်ကွယ်မှအဖွဲ့တွင် အယ်ဒီလိတ်တက္ကသိုလ်၏ လျှပ်စစ်နှင့် စက်မှုအင်ဂျင်နီယာကျောင်းမှ ပါမောက္ခ Withawat Withayachumnankul၊ ယခုအခါ အိုဆာကာတက္ကသိုလ်တွင် postdoctoral သုတေသီတစ်ဦးဖြစ်သော Dr. Weijie Gao နှင့် ပါမောက္ခ Masayuki Fujita တို့ ပါဝင်သည်။

正文图片

ပါမောက္ခ Withayachumnankul က "အဆိုပြုထားသော polarization multiplexer သည် တူညီသော frequency band အတွင်း data stream များစွာကို တစ်ပြိုင်နက်တည်း ထုတ်လွှင့်နိုင်စေပြီး data စွမ်းရည်ကို ထိရောက်စွာ နှစ်ဆတိုးစေသည်" ဟု ပြောကြားခဲ့သည်။ စက်ပစ္စည်းမှ ရရှိသော နှိုင်းရ bandwidth သည် မည်သည့် frequency range တွင်မျှ မကြုံစဖူးဖြစ်ပြီး integrated multiplexers များအတွက် သိသာထင်ရှားသော ခုန်ပျံကျော်လွှားမှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။

Polarization multiplexers များသည် ခေတ်သစ်ဆက်သွယ်ရေးတွင် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းတို့သည် အချက်ပြမှုများစွာကို တူညီသော frequency band ကို မျှဝေနိုင်စေပြီး channel capacity ကို သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးသောကြောင့်ဖြစ်သည်။

conical directional coupler များနှင့် anisotropic effective medium cladding တို့ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ကိရိယာအသစ်သည် ၎င်းကို ရရှိစေသည်။ ဤအစိတ်အပိုင်းများသည် polarization birefringence ကို မြှင့်တင်ပေးပြီး ထိရောက်သော terahertz ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များ၏ အဓိကလက္ခဏာများဖြစ်သော polarization extinction ratio (PER) မြင့်မားခြင်းနှင့် bandwidth ကျယ်ပြန့်ခြင်းတို့ကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။

ရှုပ်ထွေးပြီး ကြိမ်နှုန်းပေါ်မူတည်သော asymmetric waveguides များအပေါ် မှီခိုနေရသော ရိုးရာဒီဇိုင်းများနှင့်မတူဘဲ၊ multiplexer အသစ်သည် ကြိမ်နှုန်းအနည်းငယ်သာ မှီခိုမှုရှိသော anisotropic cladding ကို အသုံးပြုသည်။ ဤချဉ်းကပ်မှုသည် conical couplers များမှ ပံ့ပိုးပေးသော များပြားလှသော bandwidth ကို အပြည့်အဝ အသုံးချသည်။

ရလဒ်အနေဖြင့် ၄၀% နီးပါးရှိသော အပိုင်းလိုက် bandwidth၊ ပျမ်းမျှ PER သည် 20 dB ထက်ကျော်လွန်ပြီး အနည်းဆုံး insertion loss 1 dB ခန့်ရှိသည်။ ဤစွမ်းဆောင်ရည် မက်ထရစ်များသည် ရှိပြီးသား optical နှင့် microwave ဒီဇိုင်းများ၏ စွမ်းဆောင်ရည် မက်ထရစ်များထက် များစွာသာလွန်ပြီး bandwidth ကျဉ်းမြောင်းပြီး loss မြင့်မားခြင်းများကို မကြာခဏ ခံစားရလေ့ရှိသည်။

သုတေသနအဖွဲ့၏ လုပ်ငန်းသည် terahertz စနစ်များ၏ ထိရောက်မှုကို မြှင့်တင်ပေးရုံသာမက ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးတွင် ခေတ်သစ်တစ်ခုအတွက် အခြေခံအုတ်မြစ်ချပေးပါသည်။ ဒေါက်တာ Gao က "ဤဆန်းသစ်တီထွင်မှုသည် terahertz ဆက်သွယ်ရေး၏ အလားအလာကို ဖွင့်လှစ်ရာတွင် အဓိက မောင်းနှင်အားတစ်ခုဖြစ်သည်" ဟု မှတ်ချက်ပြုခဲ့သည်။ အပလီကေးရှင်းများတွင် high-definition ဗီဒီယို streaming၊ augmented reality နှင့် 6G ကဲ့သို့သော နောက်မျိုးဆက် မိုဘိုင်းကွန်ရက်များ ပါဝင်သည်။

ထောင့်မှန်စတုဂံသတ္တုလှိုင်းလမ်းညွှန်များကိုအခြေခံသည့် orthogonal mode transducers (OMTs) ကဲ့သို့သော ရိုးရာ terahertz polarization management solution များသည် သိသာထင်ရှားသော ကန့်သတ်ချက်များနှင့် ရင်ဆိုင်နေရသည်။ သတ္တုလှိုင်းလမ်းညွှန်များသည် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများတွင် ohmic losses များ မြင့်တက်လာပြီး ၎င်းတို့၏ ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များသည် တင်းကျပ်သော geometric လိုအပ်ချက်များကြောင့် ရှုပ်ထွေးပါသည်။

Mach-Zehnder interferometers သို့မဟုတ် photonic crystals များကို အသုံးပြုသည့် optical polarization multiplexers များ အပါအဝင် ပိုမိုကောင်းမွန်သော integrability နှင့် နည်းပါးသော losses များကို ပေးစွမ်းနိုင်သော်လည်း bandwidth၊ compactness နှင့် manufacturing complexity အကြား trade-offs များ လိုအပ်လေ့ရှိသည်။

Directional coupler များကို optical စနစ်များတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြပြီး အရွယ်အစားသေးငယ်ပြီး PER မြင့်မားစေရန်အတွက် polarization birefringence အားကောင်းရန် လိုအပ်ပါသည်။ သို့သော် ၎င်းတို့သည် bandwidth ကျဉ်းမြောင်းခြင်းနှင့် ထုတ်လုပ်မှုခံနိုင်ရည်အပေါ် အာရုံခံနိုင်စွမ်းတို့ကြောင့် ကန့်သတ်ထားသည်။

အသစ်ထွက်ရှိလာတဲ့ multiplexer ဟာ conical directional coupler တွေနဲ့ effective medium cladding ရဲ့ အားသာချက်တွေကို ပေါင်းစပ်ထားပြီး ဒီကန့်သတ်ချက်တွေကို ကျော်လွှားနိုင်ပါတယ်။ anisotropic cladding ဟာ ​​သိသာထင်ရှားတဲ့ birefringence ကို ပြသထားပြီး bandwidth ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်မှာ PER မြင့်မားစွာရရှိစေပါတယ်။ ဒီဒီဇိုင်းမူဟာ ရိုးရာနည်းလမ်းတွေကနေ ခွဲထွက်ပြီး terahertz integration အတွက် တိုးချဲ့နိုင်ပြီး လက်တွေ့ကျတဲ့ ဖြေရှင်းချက်တစ်ခုကို ပေးစွမ်းပါတယ်။

multiplexer ၏ စမ်းသပ်အတည်ပြုချက်က ၎င်း၏ထူးခြားသောစွမ်းဆောင်ရည်ကို အတည်ပြုပေးခဲ့သည်။ ကိရိယာသည် 225-330 GHz အကွာအဝေးတွင် ထိရောက်စွာလည်ပတ်ပြီး PER ကို 20 dB အထက်တွင်ထိန်းသိမ်းထားစဉ် 37.8% ၏ bandwidth ကိုရရှိခဲ့သည်။ ၎င်း၏ကျစ်လျစ်သောအရွယ်အစားနှင့် စံထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် တွဲဖက်အသုံးပြုနိုင်မှုကြောင့် အစုလိုက်အပြုံလိုက်ထုတ်လုပ်မှုအတွက် သင့်လျော်စေသည်။

ဒေါက်တာ Gao က "ဤဆန်းသစ်တီထွင်မှုသည် terahertz ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးရုံသာမက ပိုမိုအားကောင်းပြီး ယုံကြည်စိတ်ချရသော မြန်နှုန်းမြင့် ကြိုးမဲ့ကွန်ရက်များအတွက် လမ်းခင်းပေးသည်" ဟု မှတ်ချက်ပြုခဲ့သည်။

ဤနည်းပညာ၏ အလားအလာရှိသော အသုံးချမှုများသည် ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များထက် ကျော်လွန်ပါသည်။ ရောင်စဉ်အသုံးပြုမှုကို တိုးတက်စေခြင်းဖြင့် multiplexer သည် ရေဒါ၊ ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းနှင့် အရာဝတ္ထုများ၏ အင်တာနက်ကဲ့သို့သော နယ်ပယ်များတွင် တိုးတက်မှုများကို မောင်းနှင်နိုင်သည်။ "ဆယ်စုနှစ်တစ်ခုအတွင်း ဤ terahertz နည်းပညာများကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် လက်ခံကျင့်သုံးပြီး မတူညီသော စက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် ပေါင်းစပ်နိုင်လိမ့်မည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ မျှော်လင့်ပါသည်" ဟု ပါမောက္ခ Withayachumnankul က ပြောကြားခဲ့သည်။

multiplexer ကို အဖွဲ့မှ တီထွင်ထားသော ယခင် beamforming စက်ပစ္စည်းများနှင့်လည်း ချောမွေ့စွာ ပေါင်းစပ်နိုင်ပြီး ပေါင်းစည်းထားသော ပလက်ဖောင်းတစ်ခုပေါ်တွင် အဆင့်မြင့် ဆက်သွယ်ရေး လုပ်ဆောင်ချက်များကို လုပ်ဆောင်နိုင်စေပါသည်။ ဤလိုက်ဖက်ညီမှုသည် ထိရောက်သော medium-clad dielectric waveguide ပလက်ဖောင်း၏ စွယ်စုံရမှုနှင့် တိုးချဲ့နိုင်မှုတို့ကို မီးမောင်းထိုးပြပါသည်။

အဖွဲ့၏ သုတေသနတွေ့ရှိချက်များကို Laser & Photonic Reviews ဂျာနယ်တွင် ထုတ်ဝေခဲ့ပြီး ဖိုတွန်နစ် တယ်ရာဟတ်ဇ် နည်းပညာ မြှင့်တင်ရာတွင် ၎င်းတို့၏ အရေးပါမှုကို အလေးပေးဖော်ပြထားပါသည်။ ပါမောက္ခ ဖူဂျီတာက "အရေးကြီးသော နည်းပညာဆိုင်ရာ အတားအဆီးများကို ကျော်လွှားခြင်းဖြင့် ဤဆန်းသစ်တီထွင်မှုသည် ဤနယ်ပယ်တွင် စိတ်ဝင်စားမှုနှင့် သုတေသနလုပ်ငန်းဆောင်တာများကို လှုံ့ဆော်ပေးလိမ့်မည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်" ဟု မှတ်ချက်ပြုခဲ့သည်။

သုတေသီများက ၎င်းတို့၏လုပ်ငန်းသည် လာမည့်နှစ်များတွင် အသုံးချမှုအသစ်များနှင့် နောက်ထပ်နည်းပညာတိုးတက်မှုများကို လှုံ့ဆော်ပေးလိမ့်မည်ဟု မျှော်လင့်ထားပြီး နောက်ဆုံးတွင် စီးပွားဖြစ်ပုံစံငယ်များနှင့် ထုတ်ကုန်များဆီသို့ ဦးတည်သွားစေမည်ဖြစ်သည်။

ဤ multiplexer သည် terahertz ဆက်သွယ်ရေး၏ အလားအလာကို ဖွင့်လှစ်ရာတွင် သိသာထင်ရှားသော ခြေလှမ်းတစ်ရပ်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ၎င်းသည် ၎င်း၏ မကြုံစဖူး စွမ်းဆောင်ရည် မက်ထရစ်များဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော terahertz စက်ပစ္စည်းများအတွက် စံနှုန်းသစ်တစ်ခုကို ချမှတ်ပေးပါသည်။

မြန်နှုန်းမြင့်၊ စွမ်းရည်မြင့် ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်များအတွက် ဝယ်လိုအား ဆက်လက်တိုးပွားလာသည်နှင့်အမျှ၊ ထိုကဲ့သို့သော ဆန်းသစ်တီထွင်မှုများသည် ကြိုးမဲ့နည်းပညာ၏ အနာဂတ်ကို ပုံဖော်ရာတွင် အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်မည်ဖြစ်သည်။


ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ ဒီဇင်ဘာလ ၁၆ ရက်