哈佛研製世界首臺激光無線電收發器 為超高速Wi-Fi鋪平道路

外媒報道稱,哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院(SEAS)的研究人員們,已經完成了藉助半導體激光器發送和接收無線電信號的首次實驗。

這種混合式光電器件,能夠利用激光來提取和傳輸微波信號,為有朝一日的超高速 Wi-Fi 數據傳輸技術鋪平了道路。

哈佛研制世界首台激光无线电收发器 为超高速Wi-Fi铺平道路

研究配圖(來自:Harvard SEAS,via New Atlas)

本次試驗中,研究團隊挑選了 Dean Martin 的《Volare》這首歌。雖然無線傳輸音頻早已不是什麼新鮮事,但加上“全球首次激光無線信號收發”的限定語,意義就截然不同了。

研究團隊稱,激光不僅可以發射無線微波,還可以通過調製,來接收外部的無線電信號。

在 2017 和 2018 年開展的研究工作中,該團隊已經嘗試過紅外激光頻譜的無線電通信。

這種單一頻率的激光,就像是小提琴精確演奏出的音符,而不是覆蓋整段頻譜的白噪聲。

激光器能夠產生的光束,與光學頻率梳(OFC)組件密切相關(將這些光束像梳齒一樣均勻地間隔開)。

有趣的是,2018 年的時候,SEAS 團隊發現激光梳的“光齒”能夠相互共振,使激光腔中的電子在光譜的無電線波段中,以微波的頻率振盪。

在設備的頂部電極中,有一個蝕刻槽作為偶極天線,類似老式模擬電視機上的‘兔耳’。

通過調製,該團隊能夠編碼微波發射數據,然後經由天線將其發送到接收點。被喇叭天線拾取後,計算機可對其進行濾波和解碼。

此外,激光技術還可用於接收無線電信號,且支持通過第二臺設備的微波來遠程控制激光器的行為。SEAS 博士後研究員 Marco Piccardo 稱:

雖然距離 THz 無線通信還有很長一段路要走,但這種一體化集成設備還是為無線通信的未來帶來了巨大的希望。

這項研究已經向我們提供了一個清晰的路線圖,展示了可以如何實現這一目標。

最後,有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。原標題為:

《Radio frequency transmitter based on a laser frequency comb》

《基於激光頻率梳的射頻發射器》


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