Создан первый радиочастотный передатчик на основе лазера

Исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук Джона А. Полсона передали классическую запись Дина Мартина «Volare» посредством полупроводникового лазера — впервые лазер использовался как передатчик в радиочастотном диапазоне.

В статье, опубликованной в издании Proceedings of the National Academy of Sciences («Труды национальной академии наук США»), описан способ применения лазера для излучения модулированных микроволн и приёма внешних радиосигналов.

«Это исследование открывает путь к новому типу гибридных электронно-фотонных устройств, а также является первым шагом к ультраскоростным системам Wi-Fi», — говорит ведущий автор работы Федерико Капассо, профессор прикладной физики, занимающийся исследованиями в области электротехники.

Это исследование основывается на предыдущей работе лаборатории Капассо. В 2017 году учёные обнаружили, что инфракрасный частотный гребень в квантово-каскадном лазере можно использовать для получения терагерцовых частот с субмиллиметровыми длинами волн, которые способны передавать данные в сотни раз быстрее, чем существующие устройства. В 2018 году учёные показали, что такие частотные лазерные гребни могут работать как интегрированные приёмопередатчики для эффективной кодировки информации.

Теперь же исследователи придумали способ извлекать и передавать сигналы посредством частотных гребней лазера.

В отличие от обычных лазеров, излучающих на одной частоте, частотный лазерный гребень представляет одновременно множество частот — они распределены равномерно и напоминают зубья гребешка. В 2018 году было обнаружено, что внутри лазера разные частоты взаимодействуют между собой с образованием микроволнового излучения. Свет в рабочей полости лазера заставлял электроны осциллировать с микроволновыми частотами, используемыми в телекоммуникациях.

«Для того, чтобы использовать это устройство для связи Wi-Fi, надо научиться вкладывать в микроволновый сигнал полезную информацию и извлекать её», — говорит соавтор работы Марко Пиккардо.

Первое, что необходимо для передачи микроволновых сигналов — это антенна. В верхнем электроде прибора был сделан зазор, в результате получилась дипольная антенна. Затем частотный гребень был промодулирован путём кодирования информации в микроволновое излучение. Посредством антенны устройство излучает микроволны, несущие закодированную информацию; радиосигнал принимает рупорная антенна, он фильтруется и направляется в компьютер.

Также исследователи продемонстрировали, что этот лазерный передатчик способен принимать радиосигналы. Они сумели управлять поведением лазера с помощью микроволн, излучаемых другим устройством.

«Это устройство по типу «всё-в-одном» способно оказать значительное влияние на беспроводные коммуникации, — говорит Пиккардо. — Хотя до связи на терагерцовых частотах пока что далеко, данное исследование даёт ясное понимание того, как достичь этой цели».

The post Создан первый радиочастотный передатчик на основе лазера appeared first on MixedNews.

Источник