Thiết bị này được kỳ vọng sẽ giúp các công nghệ truyền thông không dây thế hệ tiếp theo truyền tải dữ liệu một cách hiệu quả trong môi trường đang trở nên tràn ngập tín hiệu từ các thiết bị như điện thoại di động, xe tự lái, thiết bị kết nối internet và cơ sở hạ tầng thành phố thông minh.

Trong tạp chí Photonics Research do Chinese Laser Press và Optica Publishing Group đồng xuất bản, các nhà nghiên cứu mô tả cách bộ lọc quang tử mới của họ khắc phục những hạn chế của thiết bị điện tử truyền thống chỉ với thiết bị có kích thước siêu nhỏ và mức tiêu thụ điện năng thấp. Họ cũng chứng minh khả năng hoạt động của bộ lọc trên phổ tần số vô tuyến rộng kéo dài đến hơn 30 GHz, cho thấy sự phù hợp của nó đối với công nghệ 6G trong tương lai.

Công nghệ 6G đang được phát triển để cải thiện các mạng truyền thông 5G hiện đang được triển khai. Để truyền tải nhiều dữ liệu hơn với tốc độ nhanh hơn, mạng 6G dự kiến ​​sẽ sử dụng các dải tần số milimet hay thậm chí là terahertz. Vì điều này sẽ phân phối tín hiệu trên phổ tần số cực rộng với tốc độ dữ liệu tăng lên, nên có khả năng cao xảy ra nhiễu giữa các kênh liên lạc khác nhau.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã tìm cách phát triển một bộ lọc có thể bảo vệ các bộ thu tín hiệu khỏi nhiều loại nhiễu khác nhau trên toàn bộ phổ tần số vô tuyến. Nhằm tiết kiệm chi phí và thiết thực cho việc triển khai rộng rãi, điều quan trọng là bộ lọc này phải nhỏ, tiêu thụ ít điện năng, đảm bảo tốt chức năng lọc và có thể được tích hợp trên chip. Vấn đề là các thiết bị trước đây chỉ có thể đạt được chức năng lọc hạn chế, kích thước lớn, băng thông thấp hoặc có một số giới hạn liên quan đến các thành phần điện.

Đối với bộ lọc mới phát triển, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một kiến ​​trúc quang tử đơn giản hóa với 4 phần chính. Đầu tiên, bộ điều chế pha đóng vai trò là đầu vào của tín hiệu tần số vô tuyến, bộ điều chế này điều chỉnh tín hiệu điện trên miền quang. Tiếp theo, một vòng kép hoạt động như công tắc để định hình dạng điều chế. Hộp cộng hưởng “microring” có thể điều chỉnh là đơn vị cốt lõi để xử lý tín hiệu. Cuối cùng, một bộ tách sóng quang đóng vai trò là đầu ra của tín hiệu tần số vô tuyến và khôi phục tín hiệu tần số vô tuyến từ tín hiệu quang.

Để kiểm tra thiết bị, các nhà nghiên cứu đã sử dụng đầu dò tần số cao để tải tín hiệu tần số vô tuyến vào chip và thu thập tín hiệu đã khôi phục bằng bộ tách sóng quang tốc độ cao. Họ đã sử dụng một bộ tạo dạng sóng tùy ý và ăng-ten định hướng để mô phỏng việc tạo tín hiệu truyền dẫn không dây tốc độ cao 2 Gb/giây và một máy hiện sóng tốc độ cao để nhận tín hiệu đã xử lý. Bằng cách so sánh kết quả có và không sử dụng bộ lọc, các nhà nghiên cứu đã có thể chứng minh hiệu suất của bộ lọc. Chi tiết tham khảo tại:

Zihan Tao, Yuansheng Tao, Ming Jin, Jun Qin, Ruixuan Chen, Bitao Shen, Yichen Wu, Haowen Shu, Shaohua Yu, Xingjun Wang. Highly reconfigurable silicon integrated microwave photonic filter towards next-generation wireless communication. Photonics Research, 2023; 11 (5): 682 DOI: 10.1364/PRJ.476466

(Sưu tầm)
VIỆN IMC
Tòa nhà IMC Tower, Số 176 Trường Chinh, Phường Khương
Thượng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Tel/Fax : (+84) 24 3566 6232 / 24 3566 6234
Email: info@imc.org.vn   Website: https://imc.org.vn