邁向超高速Wi-Fi的第一步:雷射頻率梳首次作為射頻發射器

來自哈佛大學工程與應用科學學院的科研專家首次成功使用雷射作為無線電射頻發射器,而它傳輸的首個資料是美國知名歌手迪安‧馬丁(Dean Martin)的暢銷單曲《Volare》。相關研究成果發表在《美國國家科學院院刊》上,論文標題為「基於雷射頻率梳的射頻發射器」,概述了工程師如何使用雷射來無線調製和傳輸微波,並且接收射頻訊號。

論文的高級作者Federico Capasso表示:「該研究為新型混合電子光子器件打開了大門,是邁向超高速Wi-Fi的第一步。」這項突破性進展是建立在2017年Capasso實驗室的研究基礎上的。當時工程師發現兆赫輻射頻率可以使用量子級聯雷射器內的紅外頻率梳來產生。他們發現,超短波長可以比現代無線技術「數百倍快地」移動資料。在2018年,該團隊發現量子級聯雷射頻率梳也可用於編碼,傳輸和接收資料。

邁向超高速Wi-Fi的第一步:雷射頻率梳首次作為射頻發射器

哈佛大學表示:「現在科學家找到了從雷射頻率梳中提取和傳輸無線訊號的方法。這種方法為光頻梳的應用和擴展鋪平了道路,例如在未來可擴展至無線電通信和與參考源的無線同步上。」傳統的雷射器只發射一個頻率,不過雷射頻率梳能夠一次發射幾個頻率,它們像梳子的齒一樣均勻地間隔開。正是這些不同的頻率在一起發出微波輻射,這是我們的通信頻譜。

邁向超高速Wi-Fi的第一步:雷射頻率梳首次作為射頻發射器

在此前相關的研究工作就是建立在理論基礎上的。一旦他們弄清楚如何構建設備來傳輸和接收訊息,它才變得切實可行。該研究的聯合作者Marco Piccardo表示:「在設備使用過程中你可以將其想像為WiFi,你需要從微波訊號中輸入有用的訊息並從設備中提取訊息。」

在經過一系列簡化操作之後,科研團隊在雷射裝置上創造一根偶極天線,使用頻率梳來調製訊息並將其作為微波在所有方向上傳輸,然後使用喇叭天線將其過濾到電腦。他們還表明該設備可以接收發送的無線電訊號。該團隊可以從另一台無線電發射器遠端控制雷射。

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