उद्योग जगतातील बातम्या: 6G कम्युनिकेशनने एक नवीन यश संपादन केले!

प्राध्यापक विथायचमनकुल म्हणाले, "प्रस्तावित पोलरायझेशन मल्टिप्लेक्सरमुळे एकाच फ्रिक्वेन्सी बँडमध्ये एकाच वेळी अनेक डेटा स्ट्रीम्स प्रसारित करता येतात, ज्यामुळे डेटा क्षमता प्रभावीपणे दुप्पट होते." या डिव्हाइसने मिळवलेली सापेक्ष बँडविड्थ कोणत्याही फ्रिक्वेन्सी रेंजमध्ये अभूतपूर्व आहे, जी इंटिग्रेटेड मल्टिप्लेक्सर्ससाठी एक महत्त्वपूर्ण झेप दर्शवते.

आधुनिक संप्रेषणामध्ये ध्रुवीकरण मल्टिप्लेक्सर अत्यावश्यक आहेत, कारण ते एकाच फ्रिक्वेन्सी बँडमधून अनेक सिग्नल्सना जाण्याची सुविधा देतात, ज्यामुळे चॅनलची क्षमता लक्षणीयरीत्या वाढते.

नवीन उपकरण शंकूच्या आकाराचे दिशात्मक कपलर आणि अनिसोट्रॉपिक इफेक्टिव्ह मीडियम क्लॅडिंगचा वापर करून हे साध्य करते. हे घटक ध्रुवीकरण द्विअपवर्तन वाढवतात, ज्यामुळे उच्च ध्रुवीकरण विलोपन गुणोत्तर (PER) आणि विस्तृत बँडविड्थ प्राप्त होते—जी कार्यक्षम टेराहर्ट्झ संचार प्रणालींची प्रमुख वैशिष्ट्ये आहेत.

गुंतागुंतीच्या आणि वारंवारतेवर अवलंबून असलेल्या असममित वेव्हगाईड्सवर आधारित पारंपरिक डिझाइनच्या विपरीत, नवीन मल्टिप्लेक्सरमध्ये केवळ किंचित वारंवारता अवलंबित्व असलेले अनिसोट्रॉपिक क्लॅडिंग वापरले जाते. हा दृष्टिकोन कोनिकल कपलरद्वारे प्रदान केलेल्या विपुल बँडविड्थचा पुरेपूर फायदा घेतो.

याचा परिणाम म्हणजे जवळपास ४०% फ्रॅक्शनल बँडविड्थ, २० dB पेक्षा जास्त सरासरी PER, आणि अंदाजे १ dB चे किमान इन्सर्शन लॉस. हे कार्यप्रदर्शनाचे मापदंड सध्याच्या ऑप्टिकल आणि मायक्रोवेव्ह डिझाइन्सपेक्षा खूपच सरस आहेत, ज्यांमध्ये अनेकदा कमी बँडविड्थ आणि जास्त लॉसची समस्या असते.

संशोधक संघाच्या कार्यामुळे टेराहर्ट्झ प्रणालींची कार्यक्षमता तर वाढतेच, पण त्याचबरोबर वायरलेस कम्युनिकेशनच्या नव्या युगाची पायाभरणीही होते. डॉ. गाओ यांनी नमूद केले, "टेराहर्ट्झ कम्युनिकेशनची क्षमता पूर्णपणे वापरण्यासाठी हे नवसंशोधन एक प्रमुख प्रेरक आहे." याच्या उपयोगांमध्ये हाय-डेफिनिशन व्हिडिओ स्ट्रीमिंग, ऑगमेंटेड रिॲलिटी आणि 6G सारख्या पुढच्या पिढीच्या मोबाईल नेटवर्क्सचा समावेश आहे.

आयताकृती धातूच्या वेव्हगाईड्सवर आधारित ऑर्थोगोनल मोड ट्रान्सड्यूसर (OMTs) सारख्या पारंपरिक टेराहर्ट्झ ध्रुवीकरण व्यवस्थापन प्रणालींना महत्त्वपूर्ण मर्यादा आहेत. धातूच्या वेव्हगाईड्समध्ये उच्च फ्रिक्वेन्सीवर ओमिक हानी वाढते आणि कडक भौमितिक आवश्यकतांमुळे त्यांच्या उत्पादन प्रक्रिया गुंतागुंतीच्या असतात.

ऑप्टिकल पोलरायझेशन मल्टिप्लेक्सर्स, ज्यामध्ये मॅक-झेहंडर इंटरफेरोमीटर्स किंवा फोटोनिक क्रिस्टल्स वापरणाऱ्यांचा समावेश आहे, उत्तम एकात्मता आणि कमी हानी देतात, परंतु अनेकदा बँडविड्थ, संक्षिप्तता आणि उत्पादन गुंतागुंत यांच्यात तडजोड करावी लागते.

डायरेक्शनल कपलर ऑप्टिकल सिस्टीममध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात आणि कॉम्पॅक्ट आकार व उच्च PER साध्य करण्यासाठी त्यांना तीव्र पोलरायझेशन बायरेफ्रिंजन्सची आवश्यकता असते. तथापि, अरुंद बँडविड्थ आणि उत्पादन टॉलरन्सच्या संवेदनशीलतेमुळे त्यांच्या वापरावर मर्यादा येतात.

नवीन मल्टिप्लेक्सर शंकूच्या आकाराच्या दिशात्मक कपलर आणि प्रभावी माध्यम क्लॅडिंगचे फायदे एकत्र करून या मर्यादांवर मात करतो. अनिसोट्रॉपिक क्लॅडिंग लक्षणीय बायरेफ्रिंजन्स दर्शवते, ज्यामुळे विस्तृत बँडविड्थवर उच्च PER सुनिश्चित होतो. हे डिझाइन तत्त्व पारंपरिक पद्धतींपेक्षा वेगळे असून, टेराहर्ट्झ इंटिग्रेशनसाठी एक स्केलेबल आणि व्यावहारिक उपाय प्रदान करते.

मल्टिप्लेक्सरच्या प्रायोगिक पडताळणीने त्याच्या अपवादात्मक कामगिरीची पुष्टी केली. हे उपकरण २२५-३३० GHz श्रेणीमध्ये कार्यक्षमतेने चालते, ३७.८% फ्रॅक्शनल बँडविड्थ मिळवते आणि त्याच वेळी २० dB पेक्षा जास्त PER राखते. त्याचा लहान आकार आणि प्रमाणित उत्पादन प्रक्रियांशी असलेली सुसंगतता यांमुळे ते मोठ्या प्रमाणावरील उत्पादनासाठी योग्य ठरते.

डॉ. गाओ म्हणाले, "या नवोन्मेषामुळे केवळ टेराहर्ट्झ कम्युनिकेशन सिस्टीमची कार्यक्षमताच वाढत नाही, तर अधिक शक्तिशाली आणि विश्वसनीय हाय-स्पीड वायरलेस नेटवर्क्सचा मार्गही मोकळा होतो."

या तंत्रज्ञानाचे संभाव्य उपयोग केवळ दळणवळण प्रणालींपुरते मर्यादित नाहीत. स्पेक्ट्रमचा वापर सुधारून, मल्टिप्लेक्सर रडार, इमेजिंग आणि इंटरनेट ऑफ थिंग्ज यांसारख्या क्षेत्रांमध्ये प्रगती घडवून आणू शकतो. "आम्हाला अपेक्षा आहे की येत्या दशकात, हे टेराहर्ट्झ तंत्रज्ञान विविध उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर स्वीकारले जाईल आणि एकत्रित केले जाईल," असे प्राध्यापक विथायचम्नानकुल यांनी सांगितले.

या टीमने विकसित केलेल्या पूर्वीच्या बीमफॉर्मिंग उपकरणांसोबतही मल्टिप्लेक्सरला सहजपणे एकत्रित केले जाऊ शकते, ज्यामुळे एकात्मिक प्लॅटफॉर्मवर प्रगत संप्रेषण कार्यक्षमता शक्य होते. ही सुसंगतता प्रभावी मीडियम-क्लॅड डायलेक्ट्रिक वेव्हगाइड प्लॅटफॉर्मची बहुउपयोगिता आणि विस्तारक्षमता अधोरेखित करते.

संघाचे संशोधन निष्कर्ष 'लेझर अँड फोटोनिक रिव्ह्यूज' या जर्नलमध्ये प्रकाशित झाले असून, फोटोनिक टेराहर्ट्झ तंत्रज्ञानाला पुढे नेण्यातील त्यांचे महत्त्व अधोरेखित केले आहे. प्राध्यापक फुजिता म्हणाले, "महत्त्वाचे तांत्रिक अडथळे पार केल्यामुळे, या नवोन्मेषामुळे या क्षेत्रातील आवड आणि संशोधन कार्याला चालना मिळण्याची अपेक्षा आहे."

संशोधकांना अपेक्षा आहे की त्यांचे कार्य येत्या काही वर्षांत नवीन अनुप्रयोगांना आणि पुढील तांत्रिक सुधारणांना प्रेरणा देईल, ज्यामुळे अखेरीस व्यावसायिक नमुने आणि उत्पादने तयार होतील.

हा मल्टिप्लेक्सर टेराहर्ट्झ कम्युनिकेशनची क्षमता पूर्णपणे वापरण्याच्या दिशेने एक महत्त्वपूर्ण पाऊल आहे. तो आपल्या अभूतपूर्व कार्यप्रदर्शनाच्या मापदंडांसह एकात्मिक टेराहर्ट्झ उपकरणांसाठी एक नवीन मानक स्थापित करतो.

वेगवान आणि उच्च क्षमतेच्या संचार नेटवर्कची मागणी वाढतच असल्याने, असे नवोपक्रम वायरलेस तंत्रज्ञानाचे भविष्य घडवण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतील.