Teraherc tehnologija, poznata po svom potencijalu da revolucionira brzine prenosa podataka, doživela je značajan proboj. Japanski istraživači razvili su novi metod za konverziju teraherc signala unutar talasovoda, prevazilazeći glavnu prepreku šire primene ove tehnologije. Ova inovacija mogla bi dovesti do napretka u optoelektronici i poboljšane efikasnosti telekomunikacija.

U današnjem brzom Informacionom dobu, potražnja za bržim prenosom podataka sve više raste, podstaknuta brzim napretkom u oblastima kao što su duboko učenje i robotika. Da bi zadovoljili ovu potražnju, naučnici se okreću teraherc talasima za razvoj visokobrzinskih telekomunikacionih tehnologija. Međutim, efikasno korišćenje teraherc opsega zahteva tehnike frekvencijske multipleksacije (FDM), koje podrazumevaju mogućnost konverzije teraherc signala na različite frekvencije, a to je zadatak sa kojim se trenutne tehnologije teško nose zbog jedinstvenih svojstava teraherc talasa.

Nedavna studija objavljena u časopisu Nanophotonics 20. maja 2024. otkriva inovativno rešenje. Vanredni profesor Keisuke Takano sa Univerziteta Shinshu, zajedno sa svojim timom, predložio je metod zasnovan na vremenski promenljivim sistemima za frekvencijsku konverziju. Oni su uveli koncept vremenskog vođenja talasa, gde varijacije tokom vremena stvaraju ‘vremensku granicu’ koja menja svojstva talasovoda, omogućavajući frekvencijsku konverziju.

Teraherc tehnologija se može primeniti i u optičkom prenosu

Istraživači su to postigli korišćenjem GaAs talasovoda položenog preko tankog metalnog sloja. Osvetljavanjem površine GaAs dok teraherc talasi prolaze kroz talasovod, dinamički su menjali provodljivost talasovoda, stvarajući vremensku granicu. Ova granica omogućila je spajanje poprečnih magnetnih (TM) modova sa poprečnim elektromagnetnim (TEM) modom, rezultirajući teraherc talasom sa smanjenom frekvencijom.

Eksperimentalna validacija potvrdila je teorijsku analizu, pokazavši potencijal ovog metoda za unapređenje teraherc tehnologije. Dr. Takano je istakao implikacije: “Uređaji za frekvencijsku konverziju teraherc talasa mogli bi biti ključni za buduće ultra-brze bežične komunikacije, omogućavajući replikaciju informacija između različitih teraherc kanala. Dodatno, integracija teraherc procesorskih kola sa optičkim komponentama mogla bi postati moguća.”

Ovaj metod se takođe širi i van teraherc talasovoda, potencijalno utičući na optičke frekvencijske opsege. Dr. Takano je primetio šire primene: “Koncept studije mogao bi se primeniti i na optički frekvencijski opseg, što bi dovelo do ultra-brzih uređaja za frekvencijsku konverziju sa optički moduliranim talasovodima.”