دانشمندان سوئیسی به دستاوردی بزرگ در حوزه فناوری ارتباطات دست یافته‌اند. آنها برای نخستین‌بار موفق شدند با استفاده از یک مدولاتور نوری پیشرفته کاملاً جدید، داده‌ها را با فرکانسی بالاتر از یک تراهرتز (یک تریلیون نوسان در ثانیه) منتقل کنند.
به گزارش تکناک، این پیشرفت می‌تواند تحولی عظیم در انتقال داده‌های پرسرعت و زمینه‌سازی برای نسل آینده ارتباطات همراه (G6) ایجاد کند.
فهرست مطالب
فناوری نوین انتقال داده
این مدولاتور با استفاده از امواج نوری خاصی به نام پلاسمون‌های سطحی قطبی‌شده (Surface Plasmon Polaritons)، سیگنال‌های نوری را کنترل و تغییر می‌دهد. این فناوری امکان انتقال داده با سرعتی بسیار بالا و کارآمدتر را فراهم می‌کند، به‌گونه‌ای که سیگنال‌های الکتریکی مستقیماً و با سرعتی بیش از یک تراهرتز به سیگنال‌های نوری تبدیل می‌شوند.
در حالی‌که مدولاتورهای پیشین تنها قادر به تبدیل فرکانس‌هایی در محدوده ۱۰۰ تا ۲۰۰ گیگاهرتز بودند، این مدولاتور جدید پنج تا ده برابر سریع‌تر عمل می‌کند. این دستاورد توسط تیم تحقیقاتی دانشگاه ETH زوریخ به دست آمده است.
ساختار و عملکرد مدولاتور
پروفسور یورگ لوتهولد، استاد فوتونیک و ارتباطات در ETH زوریخ و نویسنده اصلی این مطالعه، توضیح می‌دهد که این مدولاتور یک ساختار نانومتری بسیار کوچک است که از مواد مختلف از جمله طلا ساخته شده و از تعامل بین نور و الکترون‌های آزاد در طلا بهره می‌برد. این فناوری می‌تواند در هر جایی که حجم عظیمی از داده‌ها نیاز به انتقال دارد، به‌کار رود و نقشی کلیدی در اتصال میان سیگنال‌های الکتریکی و انتقال نوری ایفا کند.
لوتهولد می‌گوید: داده‌ها همیشه در ابتدا به صورت الکتریکی وجود دارند، و امروزه انتقال آنها تقریباً در همه موارد با فیبر نوری انجام می‌شود.
ارتباطات G6: آینده‌ای با سرعت تراهرتز
نسل آینده ارتباطات همراه (6G) قرار است در محدوده فرکانسی تراهرتز فعالیت کند و امکان ارتباطی فوق‌سریع با تأخیر بسیار پایین را فراهم آورد. زیرساخت‌های این فناوری، از جمله کابل‌هایی که ایستگاه‌های پایه را به یکدیگر متصل می‌کنند، نیازمند فناوری فیبر نوری پرسرعت هستند.
یانیک هورست، دکترای تازه فارغ‌التحصیل و طراح این مدولاتور، می‌گوید: مدولاتور ما سیگنال‌های رادیویی و سایر سیگنال‌های الکتریکی را مستقیماً به سیگنال‌های نوری تبدیل می‌کند، آن‌هم با کارایی بسیار بالا.
مزایای مدولاتور جدید
هرچند انتقال سیگنال‌های تراهرتز از طریق فیبر نوری پیش‌تر امکان‌پذیر بوده، این فرآیند پیچیده و پرهزینه بوده و نیازمند چندین قطعه مختلف است. مدولاتور جدید این فرآیند را ساده‌سازی کرده و با کاهش مصرف انرژی، دقت اندازه‌گیری را نیز افزایش می‌دهد.
یکی از مزایای کلیدی این مدولاتور، توانایی پوشش بازه فرکانسی گسترده‌ای از ۱۰ مگاهرتز تا ۱.۱۴ تراهرتز با یک قطعه واحد است. هورست توضیح می‌دهد: ما کل این محدوده فرکانسی را تنها با یک قطعه پوشش می‌دهیم. بنابراین از نظر کاربرد، مدولاتور ما بسیار چندمنظوره است.
کاربردهای آینده‌نگرانه
این فناوری کاربردهای گسترده‌ای در حوزه‌های مختلف دارد، از جمله:
- مراکز پردازش اطلاعات با کارایی بالا (High-Performance Computing): انتقال داده از طریق فیبر نوری با سرعت و کارایی بی‌سابقه
- تصویربرداری پزشکی: بهبود دقت و سرعت در تشخیص بیماری‌ها
- تحلیل طیفی مواد: شناسایی دقیق ترکیبات شیمیایی
- اسکنرهای فرودگاهی و سیستم‌های راداری: افزایش دقت و سرعت در تشخیص اجسام و مواد
تجاری‌سازی و آینده‌ی فناوری
تیم تحقیقاتی ETH زوریخ هم‌اکنون در حال کار بر روی تجاری‌سازی این مدولاتور تراهرتزی هستند تا آن را برای کاربردهای آتی در زمینه انتقال داده و فناوری‌های اندازه‌گیری در دسترس عموم قرار دهد. این فناوری نه تنها تحولی در ارتباطات نسل آینده ایجاد می‌کند، بلکه می‌تواند در حوزه‌های مختلف علمی، صنعتی و پزشکی نیز انقلابی بزرگ به پا کند.
