Телевидение высокой четкости, большие данные, Интернет вещей и социальные сети значительно увеличили скорость передачи данных в нашей сети беспроводной связи и продолжают делать это. Очевидный способ облегчить этот рост сети — использовать терагерцовые частоты (ТГц, 1012 Гц) с высокоскоростной передачей данных до 100 Гбит / с. Современные системы беспроводной передачи данных работают со средней скоростью 100 Мбит / с, используя микроволновые частоты около одного гигагерца (ГГц, 109 Гц). Например: системы GPS работают на частотах 1,3 ГГц, Wi-Fi — на 2,4 и 5 ГГц, а ваша микроволновая печь — на 2,45 ГГц.
В поисках свободных частот большой интерес представляет неизведанная ТГц область.Искажение терагерцовых сигналовДля беспроводного ТГц серфинга в Интернете необходимо подключить беспроводные ТГц станции к всемирной оптоволоконной сети.
Однако существующие микроволновые методы не работают на частотах ТГц. «ТГц — сложная частотная область, потому что она одновременно и электронная, и оптическая», — объясняет исследователь FELIX Гиль Берден. «Это слишком мало для нормальной оптики и слишком много для стандартной электроники». Более того, волны ТГц сигнала в оптоволоконной сети скремблируются, поскольку стандартная модуляция лазерного света генерирует две боковые полосы (цвета), которые мешают друг другу. Однобоковая оптическая полоса (OSSB) — это метод предотвращения такого скремблирования информации путем выборочного гашения одной боковой полосы.Специальный светоделитель
Ученые из лаборатории FELIX Университета Радбауд разработали модулятор OSSB, который позволяет беспрепятственно передавать беспроводные волны ТГц диапазона по оптоволоконной сети. Первый автор Африкан Мейер объясняет: «Благодаря специально разработанному светоделителю, который разделяет и ТГц волны, и инфракрасный лазерный свет пополам, одна из двух боковых полос уменьшается более чем в шестьдесят раз, а интенсивность другой боковой полосы значительно увеличивается». Специальный модулятор не содержит движущихся частей или цветных фильтров и работает в сверхширокой полосе частот от 0,3 до 1 ТГц.
Модулятор ТГц OSSB является побочным продуктом исследования TeraOptronics по ТГц лазеру FLARE (Лазер на свободных электронах для расширенной спектроскопии и экспериментов с высоким разрешением) в Университете Радбауд. «Аппарат для определения цвета лазерного излучения FLARE был именно тем, что требовалось для наблюдения ТГц OSSB», — объясняет Мейер. «Как специальный ТГц лазер FLARE, так и интерес Африки к расширению связи с ТГц частотами были необходимы, чтобы оказать влияние в этой новой для нас области», — говорит соавтор Вим ван де Занде, в настоящее время директор по исследованиям в ASML.Возможности для Ultra HD, виртуальной реальности и больших данныхПоскольку сигналы ТГц в воздухе сильно поглощаются водяным паром, беспроводная связь в ТГц диапазоне будет в основном использоваться на относительно небольших расстояниях.
Мейер: «Наш модулятор THz OSSB позволяет нам использовать существующую оптоволоконную сеть. Изображения Ultra HD и виртуальной реальности могут приниматься или передаваться по беспроводной связи через канал THz, точно так же, как петабайты данных в исследовательских институтах и больницах».
Берден: «Эта публикация является доказательством принципа. Чтобы действительно использовать эту технику, требуется несколько дополнительных шагов, например, уменьшение размера конструкции для микротехнологии и повышение эффективности. Мы надеемся, что эта идея получит дальнейшее развитие в отрасли. "