基于集成石墨烯光电子混合器的THz以下无线传输
Alberto Montanaro1,2, Giulia Piccinini3,4, Vaidotas Mišeikis4,5
1Photonic Networks and Technologies Lab - CNIT, Via G. Moruzzi,1, 56124, Pisa, Italy. amontanaro@cnit.it.
Nature communications
|October 13, 2023
概括
研究人员开发了一种基于石墨烯的光电子混合器,用于下一代无线系统. 这种低功耗设备实现了高频,高速的数据传输,使未来的6G和5G网络成为可能.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 基于石墨烯的集成光学.
- 特拉赫兹 (THz) 通信频率
背景情况:
- 光电学为先进的天线系统和网络提供了一条将无线链路频率提高到亚特拉赫兹 (sub-THz) 的途径.
- 像5G和6G这样的下一代无线技术要求每条链路的宽带容量超过10-100 Gb/s.
研究的目的:
- 为5G和6G无线传输提出和演示一个低功耗,小足迹的构建块.
- 为了实现宽带容量,使用基于石墨烯的光电子来实现次THz频率.
主要方法:
- 开发基于石墨烯的集成光电子混合器.
- 将光学生成的参考振荡器 (接近100 GHz) 与基带电信号混合.
- 使用基于晶圆尺度高流动性石墨烯的集成光子技术.
主要成果:
- 使用石墨烯演示了无线数据链路,达到亚THz载波频率和多Gbit/s的数据速率.
- 实现了>96 GHz的光电子带宽和-44 dB的上升转换效率.
- 设备的足迹比最先进的光子发射器要小得多 (<0.1 mm2).
结论:
- 开发的基于石墨烯的光电子混合器是低功耗,高容量的无线传输的可行解决方案.
- 这项技术能够实现低于THz的载波频率和多Gbit/s的数据速率,这对于5G和6G至关重要.
- 为基于光电子的毫米波技术的阵列天线铺平了道路.
