Un grupo de investigadores formado por el Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NICT), la Universidad de Tokushima, Universidad de Gifu y el Instituto de Tecnología de Nagoya de Japón generaron ondas de terahercios utilizando un peine de solitón de microrresonador y las aplicaron a la comunicación inalámbrica en la banda de 560 GHz para dar servicio a las comunicaciones móviles de próxima generación (6G).
Las comunicaciones móviles han alcanzado mayores velocidades y capacidades utilizando frecuencias portadoras inalámbricas más altas. Hasta el momento, la electrónica inalámbrica se ha utilizado para generar portadores inalámbricos en las comunicaciones móviles, pero las comunicaciones móviles de próxima generación (6G), que están programadas para comenzar a funcionar en 2030, utilizarán ondas de terahercios de 300 GHz o más, y pueden llegar a la tecnología límite de la electrónica inalámbrica.
El enfoque de este estudio se centró en la característica de que el espaciado de frecuencia óptica del peine de solitón del microrresonador era equivalente a la frecuencia portadora 6G, y se usó como una señal de radiofrecuencia (RF) fotónica de frecuencia ultra alta en la conversión óptica a eléctrica al generar ondas de terahercios como parte de un sistema de comunicación inalámbrico.
Generación de ondas de terahercios
Cuando se extraen dos modos adyacentes mediante un filtro óptico de un peine de solitón de microrresonador en el que se organizan múltiples modos de frecuencia óptica en espacios regulares (= frep), se genera una señal óptica de pulsación en el dominio del tiempo, y esta frecuencia de pulsación coincide con el espaciado de modo de frep.
Cuando esta señal de latido óptico incide en un convertidor óptico a eléctrico, como un fotodiodo de portadora viajera (UTC-PD), se pueden generar ondas de terahercios con una frecuencia exactamente igual a la frecuencia del latido.
El espaciado de modo de frep es extremadamente estable en términos de su frecuencia y fase, y el UTC-PD realiza la conversión óptica a eléctrica sin afectar la alta estabilidad de frecuencia y fase en el frep, lo que produce ondas de terahercios de muy alta calidad.
Aquí, si la información de transmisión se superpone a una de las luces de modo dual adyacentes extraídas por un modulador óptico, entonces se modulará la onda de terahercios generada. En este estudio, se llevó a cabo un experimento de comunicación inalámbrica utilizando ondas de terahercio moduladas en amplitud (frecuencia de 560 GHz) a 2 Gbps.
Se espera que este método no solo supere el límite técnico de la electrónica inalámbrica, sino que también logre un 6G con velocidad ultra alta y gran capacidad a través de modulación y demodulación avanzada de amplitud y fase, y que tenga una gran afinidad con la comunicación óptica.