Des chercheurs de l'Université d'Osaka, le Japon et l'Université d'Adélaïde, L'Australie a collaboré pour produire le nouveau multiplexeur en silicium pur pour les communications en térahertz dans la bande 300 GHz.

"Afin de contrôler la grande bande passante spectrale des ondes térahertz, un multiplexeur, qui est utilisé pour diviser et joindre des signaux, est essentiel pour diviser les informations en morceaux gérables qui peuvent être traités plus facilement et peuvent donc être transmis plus rapidement d'un appareil à un autre, ", a déclaré le professeur agrégé Withawat Withayachumnankul de l'École de génie électrique et électronique de l'Université d'Adélaïde.

« Jusqu'à présent, les multiplexeurs compacts et pratiques n'ont pas été développés pour la gamme térahertz. Les nouveaux multiplexeurs térahertz, qui sont économiques à fabriquer, sera extrêmement utile pour les communications sans fil ultra-large bande.

"La forme des puces que nous avons développées est la clé pour combiner et diviser les canaux afin que davantage de données puissent être traitées plus rapidement. La simplicité est sa beauté."

Partout dans le monde, les gens utilisent de plus en plus des appareils mobiles pour accéder à Internet et le nombre d'appareils connectés se multiplie de façon exponentielle. Bientôt, les machines communiqueront entre elles dans l'Internet des objets, ce qui nécessitera des réseaux sans fil encore plus puissants, capables de transférer rapidement de gros volumes de données.

Les ondes térahertz sont une partie du spectre électromagnétique qui a une bande passante spectrale brute bien plus large que celle des communications sans fil conventionnelles, qui est basé sur les micro-ondes. L'équipe a développé des multiplexeurs térahertz ultra-compacts et performants, grâce à un nouveau procédé de tunnelage optique.

« Un multiplexeur optique à quatre canaux typique peut couvrir plus de 2000 longueurs d'onde. Cela ferait environ deux mètres de long dans la bande 300 GHz, " a déclaré le Dr Daniel Headland de l'Université d'Osaka, auteur principal de l'étude.

"Notre appareil ne fait que 25 longueurs d'onde, qui offre une réduction de taille spectaculaire d'un facteur de 6000."

Le nouveau multiplexeur couvre une bande passante spectrale supérieure à 30 fois le spectre total alloué au Japon pour la 4G/LTE, la technologie mobile la plus rapide actuellement disponible et la 5G qui est la prochaine génération, combiné. Comme la bande passante est liée au débit de données, la transmission numérique ultra-rapide est possible avec le nouveau multiplexeur.

"Notre multiplexeur à quatre canaux peut potentiellement prendre en charge un débit de données global de 48 gigabits par seconde (Gbit/s), équivalent à celui d'une vidéo ultra-haute définition 8K non compressée diffusée en temps réel, " a déclaré le professeur agrégé Masayuki Fujita, le chef d'équipe de l'Université d'Osaka.

"Pour rendre l'ensemble du système portable, nous prévoyons d'intégrer ce multiplexeur avec des diodes à effet tunnel résonantes pour fournir un compact, émetteurs-récepteurs térahertz multicanaux."

Le schéma de modulation utilisé dans l'étude de l'équipe était assez basique; la puissance térahertz était simplement allumée et éteinte pour transmettre des données binaires. Des techniques plus avancées sont disponibles qui peuvent comprimer des débits de données encore plus élevés jusqu'à 1 térabit/s dans une allocation de bande passante donnée.

"Le nouveau multiplexeur peut être produit en série, tout comme les puces informatiques, mais beaucoup plus simple. Une pénétration du marché à grande échelle est donc possible, " a déclaré le professeur Tadao Nagatsuma de l'université d'Osaka.

"Cela permettrait des applications en 6G et au-delà, ainsi que l'Internet des objets, et des communications à faible probabilité d'interception entre des avions compacts tels que des drones autonomes. »

Cette étude, qui est publié dans la revue Optique .