Investigadores de todo el mundo están trabajando en métodos para transferir datos en el rango de terahercios (THz), lo que permitiría enviar y recibir información más rápidamente que la tecnología actual. Pero es mucho más difícil codificar datos en el rango de THz que en el rango de GHz utilizado actualmente por la tecnología 5G. Un grupo de científicos de la Universidad ITMO ha demostrado la posibilidad de modificar pulsos de terahercios para utilizarlos en la transmisión de datos. Han publicado sus resultados en Informes científicos .

Las empresas de telecomunicaciones de las economías avanzadas están comenzando a adoptar el nuevo estándar 5G, que proporcionará velocidades de transferencia de datos inalámbricas previamente imposibles. Mientras tanto, a medida que las empresas implementan esta nueva generación de redes de datos, los científicos ya están trabajando en su sucesor. "Estamos hablando de tecnologías 6G, "dice Egor Oparin, miembro del personal del Laboratorio de Óptica y Femtotecnologías de Femtosegundos de la Universidad ITMO. "Aumentarán las velocidades de transferencia de datos de 100 a 1, 000 veces, pero implementarlos requerirá que cambiemos al rango de terahercios ".

Hoy dia, Se ha implementado con éxito una tecnología para la transferencia simultánea de múltiples canales de datos a través de un solo canal físico en el rango de infrarrojos (IR). Esta tecnología se basa en la interacción entre dos pulsos de infrarrojos de banda ancha con un ancho de banda medido en decenas de nanómetros. En el rango de terahercios, el ancho de banda de tales pulsos sería mucho mayor, por lo que, Sucesivamente, sería su capacidad de transferencia de datos.

Pero los científicos y los ingenieros deberán encontrar soluciones a numerosos problemas cruciales. Uno de esos problemas tiene que ver con garantizar la interferencia de dos pulsos, lo que daría lugar a un llamado tren de pulsos, o peine de frecuencia, utilizado para codificar datos.

"En el rango de terahercios, los pulsos tienden a contener un pequeño número de oscilaciones de campo; literalmente uno o dos por pulso, ", dice Egor Oparin." Son muy cortos y parecen picos delgados en un gráfico. Es bastante difícil lograr interferencias entre tales pulsos, ya que son difíciles de superponer ".

Un equipo de científicos de la Universidad ITMO sugirió extender el pulso en el tiempo para que dure varias veces más pero aún se mida en picosegundos. En este caso, las frecuencias dentro de un pulso no ocurrirían simultáneamente, pero se suceden en sucesión. En términos científicos, esto se conoce como chirrido, o modulación de frecuencia lineal. Sin embargo, Esto presenta otro desafío:aunque las tecnologías de chirrido están bastante bien desarrolladas en el rango de infrarrojos, hay una falta de investigación sobre el uso de la técnica en el rango de terahercios.

"Hemos recurrido a las tecnologías utilizadas en la gama de microondas, "dice Egor Oparin, quien es coautor del artículo.

"Emplean activamente guías de ondas metálicas, que tienden a tener una alta dispersión, lo que significa que diferentes frecuencias de emisión se propagan a diferentes velocidades allí. Pero en el rango de microondas, estas guías de ondas se utilizan en modo único, o, por decirlo de otro modo, el campo se distribuye en una configuración, especifico, banda de frecuencia estrecha, y como regla, en una longitud de onda. Tomamos una guía de ondas similar de un tamaño adecuado para el rango de terahercios y pasamos una señal de banda ancha a través de ella para que se propagara en diferentes configuraciones. Debido a esto, el pulso se hizo más largo, cambiando de dos a aproximadamente siete picosegundos, que es tres veces y media más. Esta se convirtió en nuestra solución ".

Al usar una guía de ondas, los investigadores han podido aumentar la duración de los pulsos a una duración que es necesaria desde un punto de vista teórico. Esto hizo posible lograr una interferencia entre dos pulsos chirriantes que juntos crean un tren de pulsos. "Lo bueno de este tren de pulsos es que muestra una dependencia entre la estructura de un pulso en el tiempo y el espectro, "dice Oparin." Así que tenemos forma temporal, o simplemente, oscilaciones de campo en el tiempo, y forma espectral, que representa esas oscilaciones en el dominio de la frecuencia. Digamos que tenemos tres picos tres subestructuras en la forma temporal, y tres subestructuras correspondientes en forma espectral. Al usar un filtro especial para eliminar partes de la forma espectral, podemos "parpadear" en la forma temporal y al revés. Esta podría ser la base para la codificación de datos en la banda de terahercios ".