Китайські науковці розробили керамічний фотонний двигун для передачі даних лазером

Джерело: techxplore.com

Він виготовлений із простого у виробництві керамічного матеріалу, який використовує біле світло для переміщення інформації на великі відстані. Традиційні системи зв'язку видимим світлом на основі світлодіодів зазвичай працюють лише на відстані кількох метрів. Проте новий фотонний двигун, описаний у дослідженні журналу Matter, здатний передавати дані на відстань понад 1,2 кілометра.

Поточні бездротові мережі 5G працюють як магістралі, якими інформація рухається з високою швидкістю, забезпечуючи швидкий зв'язок. Майбутні мережі 6G, інтегровані у смартфони та інші об'єкти, дозволять інформації рухатися на порядок швидше, а також зможуть виявляти людей, об'єкти та їхні тонкі рухи. Оскільки ці мережі включатимуть дані з низькоорбітальних супутників Землі, вони забезпечать високошвидкісне покриття у важкодоступних регіонах, таких як пустелі, океани та гори.

Досі науковці стикалися з перешкодами на шляху розвитку технологій 6G, включаючи потребу в надщільних базових станціях із високими витратами на енергію та інфраструктуру. Також існували проблеми з поєднанням високоефективних освітлювальних матеріалів і високошвидкісних фотодетекторів у компактних пристроях для масового виробництва за низькою ціною. Щоб розв'язати ці проблеми, команда Чжиго Ся з Південнокитайського технологічного університету в Гуанчжоу розробила фотонний двигун на основі лазерів.

Цей пристрій передає великі обсяги даних на великі відстані, випромінюючи високоякісне біле світло, що виводить його на передову лазерних освітлювальних технологій. Отримані результати пропонують прямі експериментальні докази на підтримку технологій зв'язку 6G, які досі існували переважно на рівні концепцій. За словами вчених, розробка забезпечує переконливу підтримку для застосування лазерного освітлення в таких сценаріях, як логістика безпілотників та маловисотні авіаперельоти.

Дослідники створили недорогу методику виготовлення керамічного матеріалу для двигуна шляхом змішування іонів кальцію з порошком хімічних сполук для виробництва скла. Це дозволило усунути потребу у високотемпературному та високотисковому обладнанні. Отримана кераміка відводить тепло приблизно у 20 разів ефективніше, ніж традиційно використовувані силіконові смоли. Завдяки цьому матеріал витримує набагато більшу потужність лазера порівняно з іншими аналогічними технологіями.

Вчені зазначають, що двигун випромінює світло переважно в жовтій області спектра та працює значно повільніше за волоконно-оптичні системи. Для подальшого розвитку команда планує дослідити випромінювальні матеріали з коротшим часом життя флуоресценції, а також інтегрувати лазерну систему з радіочастотними технологіями. Динамічне налаштування параметрів за допомогою штучного інтелекту допоможе підтримати майбутню надійну мережу 6G, що об'єднає космос, повітря та землю.