البحث

جامعة هارفارد تطور أول جهاز إرسال واستقبال راديو ليزر في العالم

Date:May 05, 2019

(المصدر: harvard.edu)

أكمل الباحثون في كلية جون بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) في جامعة هارفارد تجاربهم الأولى مع أشباه الموصلات الليزرية لإرسال واستقبال إشارات الراديو. يستخدم هذا الجهاز الكهروضوئي الهجين أشعة الليزر لاستخراج ونقل إشارات الميكروويف ، مما يمهد الطريق لتكنولوجيا نقل بيانات Wi-Fi فائقة السرعة ليوم واحد.


في هذه التجربة ، اختار الفريق البحثي أغنية "Volare" من دين مارتن. على الرغم من أن استخدام الراديو لنقل الصوت لم يكن شيئًا جديدًا منذ فترة طويلة ، ولكن مع المصطلح "الليزر" ، فإن المعنى مختلف تمامًا.


وفقًا لفريق البحث ، لا يستطيع الليزر نقل الموجات الدقيقة اللاسلكية فحسب ، بل يمكنه أيضًا استقبال إشارات الراديو الخارجية من خلال التعديل.


في العمل البحثي الذي أجري في عامي 2017 و 2018 ، جرب الفريق الاتصالات اللاسلكية في طيف الليزر بالأشعة تحت الحمراء.


هذا الليزر أحادي التردد يشبه الملاحظة التي عزفها الكمان ، بدلاً من الضوضاء البيضاء التي تغطي الطيف بأكمله.


ترتبط الحزمة التي يمكن أن ينتجها الليزر ارتباطًا وثيقًا بمكون مشط التردد البصري (OFC) (الضوء متباعد بشكل متساوٍ مثل المشط). optical-frequency-comb-


ومن المثير للاهتمام ، في عام 2018 ، اكتشف فريق SEAS أن "الأسنان البصرية" لأمواج التردد البصري كانت قادرة على صدى مع بعضها البعض ، مما تسبب في أن تتذبذب الإلكترونات في تجويف الليزر عند تردد الميكروويف في نطاق عدم الأسلاك الطيف.


في القطب العلوي للجهاز ، هناك فتحة محفورة كهوائي ثنائي الأقطاب ، على غرار "أذن الأرنب" على جهاز تلفزيون تمثيلي.


من خلال التعديل ، يتمكن الفريق من تشفير بيانات إرسال الموجات الدقيقة ثم إرسالها إلى نقطة الاستقبال عبر الهوائي. بعد التقاطه بواسطة هوائي البوق ، يمكن للكمبيوتر تصفية وفك تشفيره.


بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام تقنية الليزر لاستقبال إشارات الراديو ودعم التحكم عن بُعد في سلوك الليزر من خلال أجهزة الميكروويف الموجودة في الجهاز الثاني. قال الباحث في برنامج SEAS ماركو بيكاردو:


على الرغم من أنه لا يزال هناك طريق طويل يجب قطعه قبل اتصال الراديو THz ، فإن هذا الجهاز المتكامل الكل في واحد يجلب أملاً كبيرًا لمستقبل الاتصالات اللاسلكية.


زودنا هذا البحث بخريطة طريق واضحة توضح كيف يمكن تحقيق ذلك.


أخيرًا ، تم نشر تفاصيل الدراسة في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم المنشورة حديثًا.