Du har aldrig hört Dean Martin så här.

Forskare från Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences överförde en inspelning av Martins klassiker "Volare" trådlöst via en halvledarlaser – första gången en laser har använts som radiofrekvenssändare.

I en tidning publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences , forskarna visade en laser som kan sända ut mikrovågor trådlöst, modulera dem, och ta emot externa radiofrekvenssignaler.

"Forskningen öppnar dörren till nya typer av hybrid elektronisk-fotoniska enheter och är det första steget mot ultrahöghastighets Wi-Fi, sa Federico Capasso, Robert L. Wallace professor i tillämpad fysik och Vinton Hayes seniorforskare i elektroteknik, vid SEAS och senior författare till studien.

Denna forskning bygger på tidigare arbete från Capasso Lab. Under 2017, forskarna upptäckte att en infraröd frekvenskam i en kvantkaskadlaser kunde användas för att generera terahertz-frekvenser, submillimetervåglängderna i det elektromagnetiska spektrumet som kunde flytta data hundratals gånger snabbare än dagens trådlösa plattformar. Under 2018, teamet fann att kvantkaskadlaserfrekvenskammar också kunde fungera som integrerade sändare eller mottagare för att effektivt koda information.

Nu, forskarna har hittat ut ett sätt att extrahera och överföra trådlösa signaler från laserfrekvenskammar.

Till skillnad från konventionella lasrar, som avger en enda frekvens av ljus, laserfrekvenskammar sänder ut flera frekvenser samtidigt, jämnt fördelade för att likna tänderna på en kam. Under 2018, forskarna upptäckte att inuti lasern, ljusets olika frekvenser slår samman för att generera mikrovågsstrålning. Ljuset inuti laserns hålighet fick elektroner att oscillera vid mikrovågsfrekvenser - som ligger inom kommunikationsspektrumet.

"Om du vill använda den här enheten för Wi-Fi, du måste kunna lägga användbar information i mikrovågssignalerna och extrahera den informationen från enheten, sa Marco Piccardo, en postdoktor vid SEAS och första författare till uppsatsen.

Det första den nya enheten behövde för att överföra mikrovågssignaler var en antenn. Så, forskarna etsade en lucka i den övre elektroden på enheten, skapa en dipolantenn (som kaninöronen på toppen av en gammal TV). Nästa, de modulerade frekvenskammen för att koda information om mikrovågsstrålningen som skapades av kammens slående ljus. Sedan, använda antennen, mikrovågorna strålar ut från enheten, som innehåller den kodade informationen. Radiosignalen tas emot av en hornantenn, filtreras och skickas till en dator.

Forskarna visade också att laserradion kunde ta emot signaler. Teamet kunde fjärrstyra laserns beteende med hjälp av mikrovågssignaler från en annan enhet.

"Denna allt-i-ett, integrerad enhet lovar mycket för trådlös kommunikation, ", sa Piccardo. "Även om drömmen om terahertz trådlös kommunikation fortfarande är en bit bort, denna forskning ger en tydlig färdplan som visar hur man tar sig dit."

Harvard Office of Technology Development har skyddat de immateriella rättigheterna i samband med detta projekt och undersöker kommersialiseringsmöjligheter.