Pirinç tanesi büyüklüğünde çiple milimetre dalgaları üretildi
Optik mikro-taraklar kullanarak yüksek frekanslı milimetre dalgaları üreten pirinç tanesi büyüklüğünde bir çip geliştirildi. Loughborough Üniversitesi araştırmacılarının üzerinde çalıştığı sistem, 6G iletişiminden hassas zamanlama ve uydu teknolojilerine kadar farklı alanlarda kullanılmak üzere geliştiriliyor.
Loughborough Üniversitesi Yeni Fotonik Araştırma Merkezi araştırmacıları ve uluslararası ortakları, pirinç tanesi büyüklüğündeki bir mikroçiple son derece kararlı optik mikro-taraklar üreterek yüksek frekanslı milimetre dalgaları elde etti. Küresel veri iletim ihtiyacındaki artışa yanıt vermek üzere geliştirilen sistem, mevcut altyapılardaki bant genişliği sınırlamalarını aşmayı hedefliyor. Teknolojinin 6G iletişim ağlarının yanı sıra radar, spektroskopi ve astronomik gözlem sistemlerinde de kullanılması öngörülüyor.
HASSAS MİKROTARAK
Sistemin temelinde, insan gözünün göremediği frekans aralığında yer alan ve gökkuşağının renk dizilimini andıran optik mikro-taraklar bulunuyor. Bu frekanslar özel bir anten aracılığıyla milimetre dalgalarına dönüştürülüyor. Araştırmacılar, geleneksel mikrorezonatörlerde görülen frekans bozulmalarını azaltmak için çip tabanlı yapıyı geniş bir optik fiber döngüsüyle birleştirdi. Lazer ışığının her iki bileşenden defalarca geçmesiyle yüksek kararlılık sağlandı. Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışmaya göre sistem, fiziksel sarsıntılara ve çevresel bozulmalara karşı kararlılığını korurken tek bir kaynak üzerinden birden fazla bağımsız veri kanalının iletilmesine de imkan veriyor.
ÇİPTE GÖKKUŞAĞI
Araştırmacıların 'çip üzerindeki gökkuşağı' olarak tanımladığı mimari, farklı ışık frekanslarının bağımsız biçimde güçlendirilip zayıflatılmasını sağlıyor. Bu sayede sinyal yapısı ayrıntılı biçimde kontrol edilebiliyor. Optik mikro-tarak aşamasında elde edilen hassasiyet ve kararlılık, milimetre dalga sinyallerine dönüştürülürken de korunuyor. Sistem, farklı uygulamaların ihtiyaç duyduğu frekans kombinasyonlarının hassas biçimde ayarlanmasına olanak tanıyor ve zamanlamanın kritik olduğu işlemler için yüksek doğruluk sunuyor.
6G VE RADAR
Yüksek frekanslı milimetre dalgaları, büyük miktarda verinin kısa sürede aktarılması gereken iletişim sistemleri için önem taşıyor. Geliştirilen mikroçip tabanlı yapı, yeni nesil 6G ağlarında daha geniş bant kapasitesine yönelik bir seçenek sunarken radar ve spektroskopi uygulamalarında da yüksek çözünürlüklü ölçümlere imkan verebiliyor. Aynı frekans üretim yöntemi, astronomik gözlem araçlarında ve malzeme biliminde hassas ölçüm gerektiren sistemlerde de değerlendiriliyor.
KUANTUM ZAMANLAMA
Araştırma ekibi, bugün masaüstü boyutunda olan deney düzeneğini ilerleyen aşamada ayakkabı kutusu ölçeğine küçültmeyi ve enerji tüketimini azaltmayı hedefliyor. İngiltere Ulusal Fizik Laboratuvarı ile Kuantum Destekli Konumlandırma, Navigasyon ve Zamanlama Merkezi (QEPNT) ile yürütülen çalışmalar, sistemin hassasiyetini navigasyon, konumlandırma ve kuantum zamanlama teknolojilerine taşımaya odaklanıyor. Donanımın, ağırlık, boyut ve enerji tüketiminin kritik olduğu uydu sistemlerinde de kullanılması planlanıyor.
ENDÜSTRİYEL HEDEF
Araştırmacılar, mikro-tarak tabanlı yapının laboratuvar ortamından daha kompakt ve düşük güçlü sistemlere aktarılması üzerinde çalışıyor. Amaç, yüksek kararlılık sağlayan mevcut mimariyi uydu, haberleşme ve hassas zamanlama uygulamalarında kullanılabilecek ölçekte küçültmek ve endüstriyel üretime uygun hale getirmek.