Задават се терахерцови чипове и терабитови скорости

Учените са проектирали фотонни топологични изолатори, в които фотоните на светлината са „топологично защитени” по сходен начин. Тези материали притежават правилни вариации в своите структури, което позволява специфична дължина на вълната на светлината да преминава вътре в тях без разсейване и без загуби, дори около ъглите и други „несъвършенства”. В резултат на това, казват изследователите, за първи път експериментално е постигната „топологична защита на терахерцовите вълни”.

В процеса на работа учените са изработили силициев чип с дебелина 190 микрона и размери 8х26 милиметра. Перфорирали са го с редици от триъгълни дупки, които се редуват по размер – между 84,9 и 157,6 микрона. По-малките са направени така, че да сочат „обратна” посока, в сравнение с по-големите.

Тези редици от дупки били подредени в групи, където всички по-големи триъгълници да сочат или нагоре, или надолу. Светлината, влизаща в чипа, протича по топологично защитен начин през интерфейса между различните набори отвори.

В експериментите си изследователите са открили, че терахерцовите вълни също могат да се предават безпроблемно с почти никакви загуби, дори когато се движат около 10 остри ъгъла, включително пет завоя от 120 градуса и пет 60-градусови завоя. Постигната е скорост на предаване на данни от 11 гигабита в секунда с честота 0,335 терахерца и с честота на грешка, по-малка от 1 на 100 милиарда.

Учените са демонстрирали как предават некомпресирано 4К видео с висока разделителна способност в реално време чрез въпросния чип – през тези 10 остри завоя – със скорост 6 гигабита в секунда.

Досегашните изследвания са постигали скорост от 1,5 гигабита в секунда с терахерцови вълни и фотонови кристали, казват учените. Освен, че фотонният топологичен изолатор в новата разработка показва по-високи скорости на пренос на данни, важно е и, че традиционните фотонични кристали страдат от огромни загуби на сигнала при завоите, докато подобни загуби са незначителни в новия материал.

„Това е важно, когато имаме предвид миниатюризацията на устройства”, казва Масаюки Фуджита, изследовател в сферата на фотониката от университета в Осака в Япония и съавтор на разработката.

Изследователите отбелязват, че има редица начини да се повиши скоростта на пренос на данни до постигането на терабит в секунда. Тези техники включват използване на по-високи честоти, повече честотна лента и по-сложни схеми за кодиране на данните. Техническа информация за разработката беше публикувана на 13 април в сп. Nature Photonics.

 снимка: CC0 Public Domain