Terahertz (Trilyon) ışınlarını yönlendiren çip, geleceğin ultra hızlı interneti için sahneyi çıkmaya hazırlanıyor

Terahertz (Trilyon) ışınlarını yönlendiren çip, geleceğin ultra hızlı interneti için sahneyi çıkmaya hazırlanıyor

İnternet bağlantılarının sadece yıldırım hızında değil, aynı zamanda kalabalık alanlarda bile dikkate değer derecede güvenilir olduğu bir gelecek hayal edin. Bu vizyon, terahertz iletişim teknolojileri üzerine yapılan yeni araştırmalar sayesinde hızla gerçeğe yaklaşıyor. Bu yenilikler, özellikle iletişim teknolojisi yeni nesil ağlara, 6G'ye doğru ilerledikçe, kablosuz iletişimi dönüştürecek.

Ben, ışığın ve diğer elektromanyetik dalgaların nasıl üretildiği ve tespit edildiği üzerine çalışan fotonik üzerine odaklanan bir mühendisim. Bu araştırmada meslektaşlarım ve ben bir silikon topolojik ışın oluşturucu çip geliştirdik. Topolojik, terahertz dalgalarını yönlendirmeye yardımcı olan silikondaki fiziksel özellikleri ifade eder ve ışın oluşturucu, çipin amacını ifade eder: terahertz dalgalarını yönlendirilmiş ışınlara dönüştürmek.

Terahertz frekansları, telekomünikasyon şirketlerinin 2030 civarında kullanıma sunmayı planladığı 6G için çok önemlidir. Mevcut kablosuz ağlar tarafından kullanılan radyo frekans spektrumu giderek daha da tıkanıyor. Terahertz dalgaları, mikrodalgalar ve kızılötesi arasındaki elektromanyetik spektrumun nispeten boş kısmını kullanarak bir çözüm sunuyor. Bu yüksek frekanslar büyük miktarda veri taşıyabilir ve bu da onları geleceğin veri yoğun uygulamaları için ideal hale getirir.

Çipimiz tek bir kaynaktan gelen bir terahertz sinyalini alır ve onu 54 küçük sinyale böler, bunlar daha sonra 134 keskin dönüşle 184 küçük kanaldan geçirilir. Her ışın saniyede 40 ila 72 gigabit hızında veri iletebilir ve alabilir, bu da günümüzün 5G ağlarından çok daha hızlıdır.

Yapay zekanın yardımıyla, terahertz dalgaları için şeritler oluşturmak üzere çipi belirli bir mikroskobik petek desenine sahip olacak şekilde tasarladık. Kanal dizisi, çipin etrafındaki 360 derecelik alanı kaplayan güçlü, odaklanmış ışınlar gönderir. Bu, bir Wi-Fi yönlendirici veya çipi kullanan diğer iletişim cihazının etrafındaki herhangi bir yerdeki bir telefon veya diğer kablosuz cihazın yüksek hızlı sinyali almasını sağlar. Çipi, bir akışlı HD videonun giriş sinyalini dört çıkış ışınına bölerek gösterdik.

Kablosuz ağlarda ışın oluşturucular

Terahertz dalgaları, 4G ve 5G ağlarında kullanılan düşük frekanslı sinyallere kıyasla daha kısa bir menzile sahiptir. Terahertz ışın oluşturucular, yüksek frekanslı sinyalleri tam olarak yönlendirerek kayıp veya bozulma olmadan hedeflerine ulaşmalarını sağlayarak bu zorluğun üstesinden gelir.

Işın oluşturucular, yeni nesil kablosuz iletişim için olmazsa olmazdır. Sinyalleri ayrım gözetmeksizin yayınlayan geleneksel antenlerin aksine, ışın oluşturucular sinyalleri belirli yönlere odaklayarak hem verimliliği hem de güvenilirliği artırır. Çipimiz, bu ışınların her yöne kapsama sağlamasını sağlar.

Bu odaklanmış yaklaşım, yalnızca sinyalin menzilini genişletmekle kalmaz, aynı zamanda uzun mesafelerde bile kalitesini artırır. Işın oluşturucular, dünyanın milyarlarca bağlı cihaz eklemesiyle paraziti azaltarak kararlı bağlantıları yönetmede büyük olasılıkla önemli olacaktır.

Terahertz ışın oluşturma ile bir gelecek

Terahertz ışın oluşturma çiplerinin günlük yaşam üzerindeki potansiyel etkisi derindir. Örneğin, bu çipler, günümüzün W-Fi'sinde 11 dakikaya kıyasla saniyeler içinde 4K ultra yüksek çözünürlüklü bir filmi indirmeyi mümkün kılabilir veya herhangi bir gecikme olmadan sürükleyici sanal ve artırılmış gerçeklik deneyimlerini destekleyebilir.

Eğlencenin ötesinde, insanların gerçekçi hologramlar olarak göründüğü gerçek zamanlı holografik iletişimi gerçeğe dönüştürebilirler. Akıllı şehirler, trafik sistemlerini ve acil durum müdahalelerini sorunsuz bir şekilde koordine etmek için bu teknolojiyi kullanabilirken, sağlık hizmetleri, doktorların robotik aletleri uzaktan kontrol ettiği uzaktan ameliyatlardan faydalanabilir.

Terahertz ışın oluşturma çipi, yüksek frekanslı sinyal iletiminin zorluklarının üstesinden gelerek daha hızlı, daha güvenilir kablosuz iletişime giden yolda önemli bir adımdır.

Kaynak: The Conversation