新型太赫兹极化多路复用器提升了6G通信的能力

一组研究人员开发出了一种新型极化多路复用器，提升了 6G 通信的能力。太赫兹通信标志着无线技术的一个新领域，其数据传输速度大大超过了现有系统。通过在太赫兹频率上运行，这些系统可以支持前所未有的带宽，实现超高速无线通信和数据传输。然而，太赫兹通信面临的重大挑战之一是有效管理和利用可用频谱。

该团队已开发出首个在无基底硅基上实现的集成式太赫兹偏振（去）多路复用器，并在亚太赫兹 J 波段（220-330 GHz）成功进行了测试，适用于 6G 通信及更高频段。

阿德莱德大学电气与机械工程学院的Withawat Withayachumnankul 教授领导的团队还包括阿德莱德大学的一名前博士生高伟杰，他现在是一名博士后研究员，与大阪大学的 Masayuki Fujita 教授一起工作。

使用正交偏振同时进行双通道通信的视频演示。图片来源：2024 Gao 等人，超宽带太赫兹集成偏振复用器。激光与光子学评论

Withayachumnankul 教授说："我们提出的极化多路复用器可以在同一频段上同时传输多个数据流，从而有效地将数据容量提高一倍。如此大的相对带宽，在任何频率范围内的集成多路复用器中都是创纪录的。如果按光通信频段的中心频率来计算，这样的带宽可以覆盖所有光通信频段。"

多路复用器使多个输入信号共享一个设备或资源成为可能，例如在一条线路上传输多个电话的数据。

与现有设备相比，该团队开发的新设备能在相同带宽下将通信能力提高一倍，而且数据丢失更少。它采用标准制造工艺制成，可进行具有成本效益的大规模生产。

拟议的全硅太赫兹集成偏振（去）复用器的工作原理图。资料来源：高伟杰

高博士说："这项创新不仅提高了太赫兹通信系统的效率，还为更强大、更可靠的高速无线网络铺平了道路。因此，极化复用器是实现太赫兹通信全部潜力的关键推动因素，可推动高清视频流、增强现实和下一代移动网络（如 6G）等各个领域的进步"。

该团队在《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）上发表的研究成果解决了这一突破性挑战，极大地推动了光子太赫兹技术的实用性。

藤田教授是这篇论文的共同作者之一，他说："通过克服关键技术壁垒，这项创新有望推动该领域的兴趣和研究活动激增。我们预计，在未来一到两年内，研究人员将开始探索新的应用并完善这项技术。"

在接下来的三到五年里，该团队预计将看到高速通信领域的重大进展，从而开发出商业原型和早期产品。

Withayachumnankul 教授说："我们预计，在十年内，这些太赫兹技术将在各行各业得到广泛应用和集成，为电信、成像、雷达和物联网等领域带来变革。"

这种最新的偏振多路复用器可与该团队早期的波束成形设备无缝集成在同一平台上，以实现先进的通信功能。有关这些研究的论文曾发表在《Optica》和《APL Photonics》杂志上。

编译自/ScitechDaily