Metasyteplattformen realiseras genom att integrera en höghastighets- och högkänslig fotoelektrisk detekteringskrets på baksidan av en programmerbar mikrovågsmetayta, där reflektionsspektrumet för metaytan kan manipuleras av ljuset i realtid, och därmed realisera det direkta ljuset till -mikrovågssignalomvandling. Genom att ytterligare använda metaytans spridningsegenskaper kan en designad ljusintensitetssignal omvandlas direkt till två olika mikrovågssignaler. Med denna metasurface-aktiverade sändare byggs en dubbelkanals ljus-till-mikrovågslänk upp, där två olika videor kan sändas och tas emot samtidigt och oberoende av varandra. Kredit:Xin Ge Zhang, Ya Lun Sun, Bingcheng Zhu, Wei Xiang Jiang, Qian Yu, Han Wei Tian, Cheng-Wei Qiu, Zaichen Zhang och Tie Jun Cui
Idag spelar trådlös kommunikation en allt viktigare roll i vårt dagliga liv. För framtida "freewheeling" sjätte generationens (6G) trådlös kommunikation är de hybridkommunikationssystem som kan utnyttja fördelarna med både optisk och trådlös mikrovågsteknik kritiska. De traditionella hybridkommunikationssystemen kräver dock vanligtvis ett komplicerat relä för att utföra flera operationer, vilket kommer att förbruka ytterligare hårdvara/tid/energiresurser.
I en ny artikel publicerad i Light Science &Application , ett team av forskare, ledda av professorerna Wei Xiang Jiang och Tie Jun Cui från State Key Laboratory of Millimeter Waves, School of Information Science and Engineering, Southeast University, Kina, och medarbetare har utvecklat en ljus-till-mikrovågssändare baserad på den optiskt programmerade tidsvarierande metaytan för hybrid trådlös kommunikation. En sådan metasändare kan omvandla ljussignalen till mikrovågsdomänen direkt, utan att använda nedkonverteringsprocess till basband.
Mer intressant är att en enda designad ljussignal kan omvandlas till två mikrovågssignaler genom att använda dispersionsegenskaperna hos metaytan. Baserat på ljus-till-mikrovågssändaren realiserades ett dubbelkanals hybrid trådlöst kommunikationssystem, som kan sända två olika videor samtidigt genom att använda frekvensdelningsmultiplexering (FDM). Den rapporterade metoden och tekniken kommer att öppna nya vägar för att utveckla hybridkommunikationssystem med låg kostnad och låg komplexitet.
Hybridsändaren är implementerad av en optiskt programmerad tidsvarierande metayta, som är konstruerad via den heterogena integrationen av en höghastighets och linjär fotoelektrisk detekteringskrets i en reflekterande programmerbar metayta. Hela plattformens profil är cirka 2 mm. Med denna hybridintegreringsstrategi kan metaytans reflektionsspektrum för mikrovågor moduleras med ljusintensitet i hög hastighet, och på så sätt uppnå den direkta ljus-till-mikrovågssignalomvandlingen och överföringen. Dessa forskare sammanfattar funktionsprincipen för deras hybridsändare:
"Vi designar en optiskt programmerad tidsvarierande metayta för tre syften i ett:(1) för att utföra mikrovågsmanipulation i realtid genom tidsvarierande ljussignal; (2) för att realisera den direkta ljus-till-mikrovågssignalomvandlingen baserat på spektrum kontroll; (3) att implementera FDM med användning av dispersionssvaret för metaytan för att uppnå dubbelkanalsdataöverföringar i en ljus-till-mikrovågslänk."
"Med hjälp av sändaren bygger vi vidare ett dubbelkanals hybrid trådlöst kommunikationssystem, där två olika videor kan överföras från den optiska sändaren till mikrovågsmottagaren samtidigt och oberoende. Hela signalomvandlingsprocessen kan genomföras helt på en enda plattform, utan några ytterligare mikrovågsenheter och optiska komponenter", tillade de.
"Den presenterade tekniken kan implementera kommunikationen med synligt ljus och mikrovågskommunikation samtidigt, vilket skulle kunna användas för vissa typiska applikationer där de två olika kommunikationslänkarna krävs. Därför kan detta genombrott öppna en ny plats för framtida integrerade multidomäner och fullspektrum 6G trådlös kommunikation," sa forskarna. + Utforska vidare
