邁向超高速Wi-Fi的第一步:激光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激光作為無線電射頻發射器,而它傳輸的首個數據是美國知名歌手迪恩·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“基於激光頻率梳的射頻發射器”,概述了工程師如何使用激光來無線調製和傳輸微波,並且接收射頻信號。
在論文的高級作者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。當時工程師發現太赫茲頻率可以使用量子級聯激光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”移動數據。在2018年,該團隊發現量子級聯激光頻率梳也可用於編碼,傳輸和接收數據。
哈佛大學表示:“現在科學家找到了從激光頻率梳中提取和傳輸無線信號的方法。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。”傳統的激光器只發射一個頻率,不過激光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。
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信息,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,你需要從微波信號中輸入有用的信息並從設備中提取信息。”
在經過一系列簡化操作之後,科研團隊在激光裝置上創造一根偶極天線,使用頻率梳來調製信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計算機。他們還表明該設備可以接收發送的無線電信號。該團隊可以從另一台無線電發射器遠程控制激光。