Новий рекорд швидкості передачі даних

Світ науки та технологій зробив ще один крок уперед завдяки революційному винаходу вчених зі Швейцарського федерального технологічного інституту в Цюриху (ETH Zurich). Дослідники розробили надшвидкий плазмонний модулятор, який вперше в історії подолав терагерцовий бар'єр, встановивши новий рекорд швидкості передачі даних. Цей крихітний пристрій, виготовлений із використанням золота, здатен перетворювати електричні сигнали в оптичну частоту, що перевищує один терагерц — це понад трильйон коливань за секунду. Така інновація обіцяє трансформувати не тільки телекомунікації, але й обчислювальну техніку, медичну візуалізацію та інші галузі, де швидкість і ефективність передачі даних виконують ключову роль.

Плазмонні модулятори — це мініатюрні пристрої, які обслуговують міст між електронними та оптичними системами зв'язку. Вони перетворюють електричні сигнали в оптичні, дозволяючи передавати величезні обсяги інформації через оптичні волокна. До цього часу подібні пристрої могли працювати лише на частотах від 100 до 200 гігагерц, що значно поступається новому досягненню команди ETH Zurich. Під керівництвом професора фотоніки та комунікацій Юрга Лойтольда введені створили модулятор, який у п’ять-десять разів перевищив максимальний показник швидкості. «Дані завжди були в електричній системі, але сьогодні їхня передача неминуче пов’язана з оптичними волокнами», — пояснює професор Лойтольд, підкреслюючи важливість цього прориву.

Ця технологія має особливе значення для майбутнього мобільного зв'язку шостого покоління (6G), яке працює в терагерцевій області. Основу 6G становлять оптичні волокна, які з'єднують базові станції. «Наш модулятор дозволяє ефективно й ефективно перетворювати радіосигнали та інші електричні сигнали в оптичні», — зазначає Яннік Горст, який розробив цей компонент у рамках своєї докторської дисертації. Завдяки цьому новому пристрою процес передачі терагерцевих сигналів на оптичні волокна стає не тільки швидким, але й енергоефективним, що є критичним місцем для масштабного впровадження 6G.

різні телекомунікації, модулятор відкриває нові можливості в інших сферах. Наприклад, він може значно спростити передачу даних у високопродуктивних обчислювальних центрах — як між ними, так і всередині. Сьогодні для перетворення терагерцових сигналів в оптичні необхідні складні й дорожні системи з кількох компонентів, що ускладнює процес і ваше енергоспоживання. Новий модулятор дозволяє виконати це завдання на шкоду, зменшуючи витрати енергії та підвищуючи точність вимірювань. Крім того, він універсальний: один пристрій працює в нашій області з частотою від 10 мегагерц до 1,14 терагерца. «Ми охоплюємо весь спектр частот одним компонентом, що робить його надзвичайно гнучким для різних продуктів», — додає Горст.

Ця технологія також має потенціал для використання в передових вимірювальних системах. У медицині вона може покращити методи візуалізації, такі як терагерцова спектроскопія, що використовують для аналізу тканин. У промисловості та безпеці модулятор можна знайти застосування в сканерах багажу в аеропортах, радарних системах і методах аналізу матеріалів. Деякі з цих пристроїв вже сьогодні працюють у терагерцевій частині, але новий модуль зробить їх компактнішими, дешевшими й ефективнішими.

Конструкція модулятора виражає його витонченість: це наноструктура, виготовлена ​​з різних матеріалів, зокрема золота, яка використовує взаємодію світу з вільними електронами в металі. Технологія була розроблена в лабораторіях ETH Zurich, а сам пристрій виготовлено компанією Polariton Technologies — спін-офом, що виріс із дослідницької групи Лойтольда. Зараз Polariton Technologies активно працює над комерціалізацією модулятора, щоб зробити його доступним для широкого використання в системах передачі даних і вимірювальної техніки. Інтереси до цього винаходу вже виділяють компанії, які використовують розробку інфраструктури для 6G, а також виробники високотехнологічного обладнання.

Цей прорив не тільки демонструє можливості сучасної науки, але й задає напрямок розвитку технологій майбутнього. Від швидкого інтернету до точніших медичних діагностиків — крихітний золотий пристрій із Цюриха має всі шанси стати основою для інновацій наступного покоління, які змінюють наше повсюдне життя. У світі де обсяги даних зростають із кожним днем, такі розробки залишаються не просто досягненнями, а потребою.