Un equipo de investigadores de la Universidad de Ottawa ha desarrollado métodos innovadores para mejorar la conversión de frecuencia de ondas de terahercios (THz) en estructuras basadas en grafeno, abriendo un nuevo potencial para tecnologías más rápidas y eficientes en comunicaciones inalámbricas y procesamiento de señales.
Las ondas de THz ubicadas en la región del infrarrojo lejano del espectro electromagnético se pueden utilizar para obtener imágenes no invasivas a través de materiales opacos para aplicaciones de seguridad y control de calidad. Además, estas ondas son muy prometedoras para la comunicación inalámbrica. Los avances en la óptica no lineal de THz, que se puede utilizar para modular la frecuencia de las ondas electromagnéticas, son esenciales para el desarrollo de sistemas de procesamiento de señales y comunicaciones inalámbricas de alta velocidad para tecnologías 6G y más allá.
Las tecnologías THz se están desarrollando rápidamente y están preparadas para desempeñar un papel importante en la salud, las comunicaciones, la seguridad y el control de calidad. Jean-Michel Maynard, profesor asociado de Física de la Facultad de Ciencias, y un equipo de investigadores han sido pioneros en el desarrollo de dispositivos capaces de convertir señales electromagnéticas en frecuencias oscilantes más altas, reduciendo efectivamente la brecha entre la fotónica.
Estos resultados fueron publicados en – Iluminación: ciencia y aplicaciones — demostrar estrategias innovadoras para mejorar la no linealidad de THz en dispositivos basados en grafeno. “Esta investigación marca un importante paso adelante en la mejora del rendimiento de los convertidores de frecuencia de THz, que es un aspecto importante para las aplicaciones multiespectrales de THz y, en particular, para el futuro de los sistemas de comunicación como 6G”, afirma el profesor Maynard, que colaboró en el estudio. el proyecto con colegas de uOttawa. Los investigadores Ali Maleki y Robert W. Boyd, así como Moritz B. Handel y Georg Hiernick de la Universidad de Bayreuth (Alemania) e Iridian Spectral Technologies.
La nueva investigación demuestra formas de explotar las propiedades ópticas únicas del grafeno, un material cuántico elaborado a partir de una sola capa de átomos de carbono. Este material 2D se puede integrar perfectamente en dispositivos, lo que permite nuevas aplicaciones para el procesamiento de señales y la comunicación.
Trabajos anteriores que combinan luz THz y grafeno se han centrado principalmente en las interacciones fundamentales de la luz, examinando a menudo el efecto de un solo parámetro en el experimento. Los efectos no lineales resultantes fueron extremadamente débiles. Para superar esta limitación, el profesor Maynard y sus colegas han combinado una serie de métodos innovadores para mejorar los efectos no lineales y aprovechar al máximo las propiedades únicas del grafeno.
“Nuestra plataforma experimental y nuestras novedosas arquitecturas de dispositivos ofrecen la posibilidad de explorar una amplia gama de materiales más allá del grafeno y potencialmente identificar nuevos mecanismos ópticos no lineales”, dijo Ali Maliki, estudiante del grupo Ultrafast THz en Ottawa, quien recopiló y analizó los resultados. . estudiar
“Esta investigación y desarrollo son fundamentales para mejorar las técnicas de conversión de frecuencia de THz y, en última instancia, integrar esta tecnología en aplicaciones prácticas, particularmente para permitir convertidores de señales de THz no lineales integrados en chips que impulsarán los sistemas de comunicación del futuro”.
