Der weltweit erste Laserfunksender oder der erste Schritt zu ultraschnellem Terahertz-WLAN

Forscher der Harvard School of Engineering and Applied Sciences. John A. Paulson (Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences – SEAS) waren die ersten weltweit, die einen Halbleiterlaser zur Schaffung eines Kommunikationskanals verwendeten. Das hybride elektronenphotonische Gerät nutzt einen Laser zur Erzeugung und Übertragung von Mikrowellensignalen und könnte eines Tages zu einer neuen Art der drahtlosen Hochfrequenzkommunikation führen. 

Dean Martin zuzuhören, wie er seine berühmte Komposition „Volare“ über einen Computerlautsprecher vorträgt, mag wie eine ganz gewöhnliche Sache erscheinen, aber wenn man weiß, dass dies die erste Radiosendung mit Lasertechnologie ist, ist das ein völlig anderes Erlebnis. Das neue Gerät, das von einem Team von SEAS entwickelt wurde, arbeitet mit einem Infrarotlaser, der in Strahlen unterschiedlicher Frequenz aufgeteilt wird. Wenn ein herkömmlicher Laser einen Strahl mit einer Frequenz erzeugt, wie eine Geige, die eine exakte Note spielt, dann sendet das von Wissenschaftlern entwickelte Gerät viele Strahlen mit unterschiedlichen Frequenzen aus, die gleichmäßig im Strom verteilt sind, wie die Zähne eines Haarkamms, der nachgab Der ursprüngliche Name des Geräts lautet Infrarot-Laserfrequenzkamm (Infrarot-Laserfrequenzkamm).

Im Jahr 2018 entdeckte das SEAS-Team, dass die „Zähne“ eines Laserkamms miteinander in Resonanz geraten können, wodurch Elektronen im Laserhohlraum bei Mikrowellenfrequenzen im Radiobereich schwingen. Die obere Elektrode des Geräts verfügt über einen geätzten Schlitz, der als Dipolantenne und Sender fungiert. Durch Ändern der Parameter des Lasers (Modulieren) konnte das Team digitale Daten in Mikrowellenstrahlung kodieren. Das Signal wurde dann zum Empfangspunkt übertragen, wo es von einer Hornantenne aufgenommen, gefiltert und von einem Computer dekodiert wurde.

„Dieses integrierte All-in-One-Gerät ist vielversprechend für die drahtlose Kommunikation“, sagt Marco Piccardo, Forschungswissenschaftler bei SEAS. „Obwohl der Traum von der drahtlosen Terahertz-Kommunikation noch in weiter Ferne liegt, gibt uns diese Forschung einen klaren Fahrplan, der zeigt, wohin wir gehen müssen.“

Theoretisch können mit einem solchen Lasersender Signale mit Frequenzen von 10–100 GHz und bis zu 1 THz übertragen werden, was in Zukunft eine Datenübertragung mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 Gbit/s ermöglichen wird.

Forschung wurde veröffentlicht in der Fachzeitschrift PNAS.

Source: 3dnews.ru