Достижения топологической фотоники помогут реализовать технологию 6G

Следующее поколение беспроводной связи, 6G, по всей видимости, будет основано на терагерцовом излучении, которое поможет достичь беспрецедентных скоростей, пишет издание IEEE Spectrum.

Новые исследования, проведённые учёными из Наньянского технологического университета в Сингапуре, показывают, что возможности топологической фотоники помогут контролировать терагерцовое излучение на чипах для приложений 6G.

Терагерцовые волны находятся между оптическими и микроволнами в электромагнитном спектре. Их частота, от 0,1 до 10 терагерц, может стать ключевым фактором для будущих беспроводных сетей 6G.

«Технологии терагерцового диапазона являются критическим фактором для разработки устройств, продуктов, услуг и повсеместной связи 6G, которые изменят понимание того, как мы создаём, потребляем и доставляем данные», — отметил автор нового исследования Ранджан Сингх.

Концепция 6G включает в себя невероятно высокие скорости, достигающие терабиты в секунду, которые в дальнейшем можно будет использовать в автономных транспортных средствах, дополненной реальности и иммерсивном телеприсутствии. Эти цели требуют встроенных технологий связи, обеспечивающих скорость передачи данных свыше 100 гигабит в секунду. Однако существующие терагерцовые встроенные устройства связи страдают от рассеивания сигнала, перекрёстных помех — утечки сигналов между каналами — и невозможности активной настройки по нескольким каналам. Эти проблемы ограничили скорость передачи данных этих устройств до нескольких десятков гигабит в секунду. Сингх и его коллеги смогли продемонстрировать, что растущая область топологической фотоники поможет преодолеть эти проблемы. Они подробно описали свои выводы в журнале Nature Communications.

В новом исследовании учёные изготовили кремниевый чип толщиной 200 микрометров и шириной примерно 20 сантиметров. Они продырявили его рядами треугольных отверстий. Ширина каждого треугольника варьировалась от 72,75 до 169,75 микрометров, при этом меньшие треугольники указывали в противоположном направлении от больших. Эти ряды отверстий были расположены группами, в которых все большие треугольники были направлены либо вверх, либо вниз. Свет, попадая в этот чип, протекал между различными наборами отверстий.

Новый топологический волновод на кристалле помог поддерживать широкополосный канал связи со скоростью передачи данных до 160 Гбит/с. Исследователи показали, что они могут использовать свет для активного включения и выключения чипа. Они также обнаружили, что могут получить два идеально изолированных сигнала данных без каких-либо перекрёстных помех. Как считает автор исследования, новый топологический чип станет ступенькой для разработки терагерцовых интегральных схем для новых устройств 6G.

0 комментариев