Elektriska och optiska ingenjörer i Australien har designat en ny plattform som kan skräddarsy telekommunikation och optiska överföringar. Samarbetande forskare från University of New South Wales i Sydney och Canberra, University of Adelaide, University of South Australia och Australian National University demonstrerade experimentellt sitt system med en ny överföringsvåglängd med en högre bandbreddskapacitet än de som för närvarande används i trådlös kommunikation. Rapporterade denna vecka i APL fotonik , dessa experiment öppnar upp nya horisonter inom kommunikations- och fotonikteknik.

Optiska fibrer är föregångare inom snabb dataöverföring, med data kodad som mikrovågsstrålning. Mikrovågsstrålning är en typ av elektromagnetisk strålning med längre våglängder, och därför lägre frekvenser, än synligt ljus. Nuvarande trådlösa mikrovågsnätverk arbetar med en låg gigahertz-bandbredd. I vår nuvarande digitala tidsålder som kräver snabb överföring av stora mängder data, begränsningarna för mikrovågsbandbredder blir allt mer uppenbara.

I den här studien, forskare undersökte terahertzstrålning, som har kortare våglängder än mikrovågor och därför har högre bandbreddskapacitet för dataöverföring. Vidare, terahertz-strålning ger en mer fokuserad signal som kan förbättra effektiviteten hos kommunikationsstationer och minska strömförbrukningen för mobila torn. "Jag tror att det kommer att bli framtiden för trådlös kommunikation att gå in i terahertz-frekvenser, " sa Shaghik Atakaramians, en författare på tidningen. Dock, forskare har inte kunnat utveckla en terahertz magnetisk källa, ett nödvändigt steg för att utnyttja ljusets magnetiska natur för terahertz-enheter.

Forskarna undersökte hur mönstret av terahertzvågor förändras vid interaktion med ett objekt. I tidigare arbeten, Atakaramians och medarbetare föreslog att en magnetisk terahertzkälla teoretiskt sett skulle kunna produceras när en punktkälla riktas genom en subvåglängdsfiber, en fiber med mindre diameter än strålningsvåglängden. I den här studien, de demonstrerade experimentellt sitt koncept med hjälp av en enkel uppställning - rikta terahertzstrålning genom ett smalt hål intill en fiber med en subvåglängdsdiameter. Fibern var gjord av ett glasmaterial som stödjer ett cirkulerande elektriskt fält, vilket är avgörande för magnetisk induktion och förbättring av terahertzstrålning.

"Att skapa terahertz magnetiska källor öppnar upp nya riktningar för oss, " sa Atakaramians. Terahertz magnetiska källor kan hjälpa utvecklingen av mikro- och nanoenheter. Till exempel, terahertz säkerhetsundersökningar på flygplatser kan avslöja dolda föremål och explosiva material lika effektivt som röntgenstrålar, men utan farorna med röntgenjonisering.

En annan fördel med källfiberplattformen, i detta fall med en magnetisk terahertzkälla, är den bevisade förmågan att ändra förbättringen av terahertz-överföringarna genom att justera systemet. "Vi kunde definiera vilken typ av svar vi fick från systemet genom att ändra den relativa orienteringen av källan och fibern, "Atakaramians sa.

Atakaramians betonade att denna förmåga att selektivt förbättra strålning inte är begränsad till terahertz-våglängder. "Den konceptuella betydelsen här är tillämplig på hela det elektromagnetiska spektrumet och atomära strålningskällor, sa Shahraam Afshar, forskningschefen. Detta öppnar upp nya dörrar för utveckling inom ett brett utbud av nanoteknologier och kvantteknologier såsom kvantsignalbehandling.