Российские исследователи разработали метод модификации терагерцового импульса, который позволит использовать его для передачи информации. Новый метод может использоваться в сетях 6G. Статья об открытии опубликована в журнале Scientific Reports.

Телекоммуникационные компании постепенно начинают переходить на новый стандарт обмена данными 5G. Он позволит достичь огромной скорости беспроводной передачи данных. Однако уже сегодня исследователи стараются создать основу для стандарта будущего — сетей 6G. По словам исследователей, такие сети позволят увеличить скорость передачи информации в 100–1000 раз, однако для этого будет необходимо использовать для передачи данных волны терагерцового диапазона.

Сегодня исследователи уже научились передавать данные с нескольких информационных каналов по одному физическому каналу. Такая технология основана на взаимодействии двух широкополосных инфракрасных импульсов, имеющих ширину спектра в несколько десятков нанометров. В терагерцовом диапазоне ширина спектра оказывается значительно выше. Это значит, что и возможностей для передачи данных будет больше.

Но прежде чем говорить о создании технологии 6G, исследователям необходимо решить несколько сложных задач. Одна из них связана с интерференцией двух импульсов и получении «гребенки» — последовательности импульсов, с помощью которой и кодируется информация. Согласно авторам новой работы, в импульсах терагерцового диапазона, как правило, содержится небольшое число колебаний поля — примерно одно-два в импульсе. Интерферировать импульсы с подобными характеристиками колебания поля достаточно сложно, так как тяжело добиться их перекрытия.

Исследователи из Университета ИТМО предложили растягивать импульс во времени так, чтобы его длительность находилась в пикосекундном интервале, но была бы выше предыдущего показателя в несколько раз. В таком случае разные частоты будут сменять друг друга при передаче импульса, не перекрываясь. Это называется чирпированием. Однако и здесь существует сложность: если в инфракрасном диапазоне технологии чирпирования отработаны хорошо, то в случае терагерцового — это довольно новая область.

В своей работе исследователи использовали волновод, похожий на используемые в СВЧ-диапазоне. Ученые изменили волновод так, чтобы его размеры подходили для терагерцового диапазона. Затем они направили на него импульс широкополосного излучения так, чтобы оно распространялось в разных конфигурациях. Это позволило сильно растянуть импульс во времени, с двух до порядка семи пикосекунд, то есть в три с половиной раза.