ប្រភេទថ្មីនៃ terahertz multiplexer បានបង្កើនសមត្ថភាពទិន្នន័យទ្វេដង និងធ្វើឱ្យទំនាក់ទំនង 6G កាន់តែប្រសើរឡើងជាមួយនឹងកម្រិតបញ្ជូនដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមក និងការបាត់បង់ទិន្នន័យទាប។
អ្នកស្រាវជ្រាវបានណែនាំឧបករណ៍ terahertz multiplexer កម្រិតធំទូលាយដែលបង្កើនសមត្ថភាពទិន្នន័យទ្វេដង និងនាំមកនូវការវិវត្តន៍បដិវត្តន៍ដល់ 6G និងលើសពីនេះ។ (ប្រភពរូបភាព៖ Getty Images)
ការទំនាក់ទំនងឥតខ្សែជំនាន់ក្រោយដែលតំណាងដោយបច្ចេកវិទ្យា terahertz សន្យាថានឹងធ្វើបដិវត្តការបញ្ជូនទិន្នន័យ។
ប្រព័ន្ធទាំងនេះដំណើរការនៅប្រេកង់ terahertz ដោយផ្តល់នូវកម្រិតបញ្ជូនដែលមិនអាចប្រៀបផ្ទឹមបានសម្រាប់ការបញ្ជូនទិន្នន័យ និងទំនាក់ទំនងដែលមានល្បឿនលឿនបំផុត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដើម្បីដឹងពីសក្តានុពលនេះឱ្យបានពេញលេញ បញ្ហាប្រឈមបច្ចេកទេសសំខាន់ៗត្រូវតែឆ្លងកាត់ ជាពិសេសក្នុងការគ្រប់គ្រង និងប្រើប្រាស់ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនូវវិសាលគមដែលមាន។
ភាពជឿនលឿនដ៏អស្ចារ្យមួយបានដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមនេះ៖ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃប៉ូឡូញ terahertz (de)multiplexer ដំបូងបង្អស់ដែលបានបង្កើតឡើងនៅលើវេទិកាស៊ីលីកុនដែលមិនមានស្រទាប់ខាងក្រោម។
ការរចនាប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតនេះផ្តោតលើ sub-terahertz J band (220-330 GHz) ហើយមានគោលបំណងបំប្លែងទំនាក់ទំនងសម្រាប់ 6G និងលើសពីនេះ។ ឧបករណ៍នេះមានប្រសិទ្ធភាពបង្កើនសមត្ថភាពទិន្នន័យទ្វេដង ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវអត្រាការបាត់បង់ទិន្នន័យទាប ដោយត្រួសត្រាយផ្លូវសម្រាប់បណ្តាញឥតខ្សែល្បឿនលឿនប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងអាចទុកចិត្តបាន។
ក្រុមនៅពីក្រោយព្រឹត្តិការណ៍នេះរួមមានសាស្រ្តាចារ្យ Withawat Withayachumnankul មកពីសាលាវិស្វកម្មអគ្គិសនី និងមេកានិកនៃសាកលវិទ្យាល័យ Adelaide លោកបណ្ឌិត Weijie Gao ដែលបច្ចុប្បន្នជាអ្នកស្រាវជ្រាវក្រោយបណ្ឌិតនៅសាកលវិទ្យាល័យ Osaka និងសាស្រ្តាចារ្យ Masayuki Fujita ។
សាស្ត្រាចារ្យ Withayachumnankul បាននិយាយថា "ឧបករណ៍ពហុគុណរាងប៉ូលដែលបានស្នើឡើងអនុញ្ញាតឱ្យស្ទ្រីមទិន្នន័យជាច្រើនត្រូវបានបញ្ជូនក្នុងពេលដំណាលគ្នានៅក្នុងក្រុមប្រេកង់ដូចគ្នាដោយមានប្រសិទ្ធភាពបង្កើនសមត្ថភាពទិន្នន័យទ្វេដង" ។ កម្រិតបញ្ជូនដែលទាក់ទងដែលសម្រេចបានដោយឧបករណ៍គឺមិនធ្លាប់មានពីមុនមកនៅទូទាំងជួរប្រេកង់ណាមួយ ដែលតំណាងឱ្យការលោតផ្លោះដ៏សំខាន់សម្រាប់ឧបករណ៍ពហុគុណរួមបញ្ចូលគ្នា។
ពហុគុណរាងប៉ូលគឺមានសារៈសំខាន់ក្នុងការទំនាក់ទំនងទំនើបព្រោះវាបើកសញ្ញាជាច្រើនដើម្បីចែករំលែកប្រេកង់ដូចគ្នា បង្កើនសមត្ថភាពឆានែលយ៉ាងសំខាន់។
ឧបករណ៍ថ្មីនេះសម្រេចបានដោយប្រើឧបករណ៍ភ្ជាប់ទិសរាងសាជី និងការបិទភ្ជាប់មធ្យមដែលមានប្រសិទ្ធភាព anisotropic ។ សមាសធាតុទាំងនេះជួយបង្កើនការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃប៉ូឡូរីសៀ ដែលបណ្តាលឱ្យមានសមាមាត្រផុតពូជប៉ូឡូរីសៀខ្ពស់ (PER) និងកម្រិតបញ្ជូនធំទូលាយ ដែលជាលក្ខណៈសំខាន់ៗនៃប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនង terahertz ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។
មិនដូចការរចនាបែបប្រពៃណីដែលពឹងផ្អែកលើរលក asymmetric waveguides ស្មុគ្រស្មាញ និងប្រេកង់ទេ ឧបករណ៍ multiplexer ថ្មីប្រើការបិទភ្ជាប់ anisotropic ដោយមានការពឹងផ្អែកប្រេកង់តិចតួចប៉ុណ្ណោះ។ វិធីសាស្រ្តនេះប្រើប្រាស់យ៉ាងពេញលេញនូវកម្រិតបញ្ជូនដ៏ច្រើនដែលផ្តល់ដោយឧបករណ៍ភ្ជាប់រាងសាជី។
លទ្ធផលគឺប្រភាគកម្រិតបញ្ជូនជិតដល់ 40% ជាមធ្យម PER លើសពី 20 dB និងការបាត់បង់ការបញ្ចូលអប្បបរមាប្រហែល 1 dB ។ រង្វាស់ដំណើរការទាំងនេះលើសពីការរចនាអុបទិក និងមីក្រូវ៉េវដែលមានស្រាប់ ដែលជារឿយៗទទួលរងពីកម្រិតបញ្ជូនតូចចង្អៀត និងការបាត់បង់ខ្ពស់។
ការងាររបស់ក្រុមស្រាវជ្រាវមិនត្រឹមតែបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃប្រព័ន្ធ terahertz ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់យុគសម័យថ្មីនៃការទំនាក់ទំនងឥតខ្សែផងដែរ។ លោកបណ្ឌិត Gao បានកត់សម្គាល់ថា "ការច្នៃប្រឌិតនេះគឺជាកត្តាជំរុញដ៏សំខាន់ក្នុងការដោះសោសក្តានុពលនៃការទំនាក់ទំនង terahertz" ។ កម្មវិធីរួមមានការស្ទ្រីមវីដេអូនិយមន័យខ្ពស់ ការពិតបន្ថែម និងបណ្តាញទូរសព្ទចល័តជំនាន់ក្រោយដូចជា 6G ជាដើម។
ដំណោះស្រាយគ្រប់គ្រងប៉ូឡូញ terahertz បែបប្រពៃណី ដូចជាឧបករណ៍បំប្លែងទម្រង់ orthogonal (OMTs) ដោយផ្អែកលើឧបករណ៍រលកដែករាងចតុកោណ ប្រឈមនឹងដែនកំណត់សំខាន់ៗ។ ឧបករណ៍រលកលោហៈមានបទពិសោធន៍បង្កើនការបាត់បង់ ohmic នៅប្រេកង់ខ្ពស់ ហើយដំណើរការផលិតរបស់ពួកគេមានភាពស្មុគស្មាញដោយសារតម្រូវការធរណីមាត្រតឹងរ៉ឹង។
ពហុគុណរាងប៉ូលអុបទិក រួមទាំងអ្នកដែលប្រើ Mach-Zehnder interferometers ឬគ្រីស្តាល់ photonic ផ្តល់នូវភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាកាន់តែប្រសើរ និងការខាតបង់ទាប ប៉ុន្តែជារឿយៗតម្រូវឱ្យមានការដោះដូររវាងកម្រិតបញ្ជូន ការបង្រួម និងភាពស្មុគស្មាញនៃការផលិត។
ឧបករណ៍ភ្ជាប់ទិសដៅត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងប្រព័ន្ធអុបទិក និងទាមទារឱ្យមានខ្សែបន្ទាត់រាងប៉ូលដ៏រឹងមាំ ដើម្បីសម្រេចបាននូវទំហំបង្រួម និង PER ខ្ពស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ពួកវាត្រូវបានកំណត់ដោយកម្រិតបញ្ជូនតូចចង្អៀត និងភាពរសើបចំពោះការអត់ធ្មត់ក្នុងការផលិត។
Multiplexer ថ្មីរួមបញ្ចូលគ្នានូវគុណសម្បត្តិនៃកុងតាក់ទិសដៅរាងសាជី និងការបិទភ្ជាប់មធ្យមប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ដោយយកឈ្នះលើដែនកំណត់ទាំងនេះ។ ការបិទភ្ជាប់ anisotropic បង្ហាញ birefringence ដ៏សំខាន់ដែលធានា PER ខ្ពស់នៅទូទាំងកម្រិតបញ្ជូនធំទូលាយ។ គោលការណ៍រចនានេះសម្គាល់ការចាកចេញពីវិធីសាស្រ្តប្រពៃណី ដោយផ្តល់នូវដំណោះស្រាយដែលអាចធ្វើមាត្រដ្ឋានបាន និងជាក់ស្តែងសម្រាប់ការរួមបញ្ចូល terahertz ។
ការសាកល្បងសុពលភាពនៃ multiplexer បានបញ្ជាក់ពីដំណើរការពិសេសរបស់វា។ ឧបករណ៍នេះដំណើរការប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពក្នុងជួរ 225-330 GHz ដោយសម្រេចបាននូវកម្រិតបញ្ជូនប្រភាគ 37.8% ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវ PER លើសពី 20 dB ។ ទំហំបង្រួមរបស់វា និងភាពឆបគ្នាជាមួយនឹងដំណើរការផលិតស្តង់ដារ ធ្វើឱ្យវាស័ក្តិសមសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ។
លោកបណ្ឌិត Gao បានកត់សម្គាល់ថា "ការច្នៃប្រឌិតនេះមិនត្រឹមតែបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនង terahertz ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងត្រួសត្រាយផ្លូវសម្រាប់បណ្តាញឥតខ្សែល្បឿនលឿនដែលមានអនុភាព និងអាចទុកចិត្តបានថែមទៀត។
កម្មវិធីសក្តានុពលនៃបច្ចេកវិទ្យានេះពង្រីកលើសពីប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនង។ តាមរយៈការកែលម្អការប្រើប្រាស់វិសាលគម ឧបករណ៍ Multiplexer អាចជំរុញឱ្យមានការជឿនលឿនក្នុងវិស័យដូចជា រ៉ាដា រូបភាព និងអ៊ីនធឺណិតនៃអ្វីៗ។ លោកសាស្ត្រាចារ្យ Withayachumnankul មានប្រសាសន៍ថា "ក្នុងរយៈពេលមួយទសវត្សរ៍ យើងរំពឹងថាបច្ចេកវិទ្យា terahertz ទាំងនេះនឹងត្រូវបានទទួលយក និងរួមបញ្ចូលយ៉ាងទូលំទូលាយនៅទូទាំងឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ" ។
multiplexer ក៏អាចត្រូវបានរួមបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងរលូនជាមួយនឹងឧបករណ៍ beamforming ជំនាន់មុនដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយក្រុម ដោយបើកដំណើរការមុខងារទំនាក់ទំនងកម្រិតខ្ពស់នៅលើវេទិកាបង្រួបបង្រួមមួយ។ ភាពឆបគ្នានេះបង្ហាញពីភាពអាចបត់បែនបាន និងលទ្ធភាពធ្វើមាត្រដ្ឋាននៃវេទិការនាំងរលកនៃឌីអេឡិចត្រិចដែលមានក្ដាប់មធ្យមដែលមានប្រសិទ្ធភាព។
ការរកឃើញរបស់ក្រុមស្រាវជ្រាវត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុងទស្សនាវដ្តី Laser & Photonic Reviews ដោយសង្កត់ធ្ងន់លើសារៈសំខាន់របស់ពួកគេក្នុងការជំរុញបច្ចេកវិទ្យា photonic terahertz ។ សាស្ត្រាចារ្យ Fujita បានកត់សម្គាល់ថា "តាមរយៈការយកឈ្នះលើឧបសគ្គបច្ចេកទេសសំខាន់ៗ ការច្នៃប្រឌិតថ្មីនេះត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងជំរុញចំណាប់អារម្មណ៍ និងសកម្មភាពស្រាវជ្រាវនៅក្នុងវិស័យនេះ"។
អ្នកស្រាវជ្រាវរំពឹងថាការងាររបស់ពួកគេនឹងជម្រុញកម្មវិធីថ្មី និងការកែលម្អបច្ចេកវិទ្យាបន្ថែមទៀតនៅក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំខាងមុខនេះ ដែលទីបំផុតនាំទៅរកគំរូពាណិជ្ជកម្ម និងផលិតផល។
multiplexer នេះតំណាងឱ្យជំហានទៅមុខយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការដោះសោសក្តានុពលនៃការទំនាក់ទំនង terahertz ។ វាកំណត់ស្តង់ដារថ្មីសម្រាប់ឧបករណ៍ terahertz រួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយនឹងរង្វាស់ប្រតិបត្តិការដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមក។
ដោយសារតម្រូវការសម្រាប់បណ្តាញទំនាក់ទំនងដែលមានល្បឿនលឿន និងសមត្ថភាពខ្ពស់នៅតែបន្តកើនឡើង ការច្នៃប្រឌិតបែបនេះនឹងដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការរៀបចំអនាគតនៃបច្ចេកវិទ្យាឥតខ្សែ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៦ ខែធ្នូ ឆ្នាំ ២០២៤