Ученые создали устройство, использующее многочастотный полупроводниковый лазер в качестве радиочастотного передатчика для беспроводной связи и кодирования данных.
Исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук им. Джона А. Полсона проложили путь к созданию новых типов гибридных электронно-фотонных устройств и сверхскоростному Wi-Fi. Этого удалось достичь с помощью терагерцового излучения, которое способно перемещать данные в сотни раз быстрее, чем современное беспроводное оборудование.
В отличие от обычных лазеров, которые создают свет одной длины волны, лазерные частотные гребенки излучают одновременно несколько частот. Они расположены равномерно, поэтому напоминали зубцы расчески. Ученые обнаружили, что внутри лазера различные частоты при столкновении генерируют микроволновое излучение. При этом свет внутри резонатора вызывает колебания электронов на микроволновых частотах, которые находятся в спектре связи. Это позволило им использовать квантово-каскадные лазеры как интегрированные передатчики и приемники для кодирования информации и создать прототип нового типа Wi-Fi.
Первым, что необходимо для передачи микроволновых сигналов, является антенна. Ее исследователи получили сделав зазор в верхнем электроде устройства. Затем они модулировали частотный гребень для кодирования информации о микроволновом излучении. Далее микроволны с закодированными данными излучаются из устройства с помощью созданного аналога дипольной антенны. Радиосигнал принимается рупорной антенной, фильтруется и поступает на компьютер.
Исследователи также продемонстрировали, что оборудование может принимать сигналы. Команда смогла дистанционно контролировать поведение лазера, используя микроволновые сигналы от другого устройства.
Несмотря на успех, ученые говорят, что до появления беспроводной связи терагерцового диапазона еще далеко, но их работа открыла новые перспективы и указала путь дальнейшего движения.
текст: Илья Бауэр, фото: Marco Piccardo/Harvard SEAS, thebetterindia, uni-jena