Чип размером с рисовое зерно поможет создать сеть 6G

Физики из Университета Лафборо разработали систему на основе микрочипа размером с зерно риса, которая формирует набор точно разделенных частот света. Его можно преобразовывать сразу в несколько высокочастотных сигналов — миллиметровых волн. Технология потенциально будет использоваться в будущих сетях 6G, радарах, системах высокоточного измерения времени и спутниках.

Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

В основе разработки лежит микрогребенка — спектр световых частот, расположенных через равные интервалы и напоминающих невидимую человеческому глазу «радугу». Обычно такие системы создают с помощью лазера и микрорезонатора — миниатюрной структуры на чипе, в которой свет циркулирует. Исследователи дополнили микрорезонатор оптоволоконным контуром, который постоянно возвращает свет обратно на чип. Это позволило получить устойчивый спектр частот и поддерживать его даже при внешних воздействиях.

Отдельные частоты в спектре можно усиливать или ослаблять, управляя характеристиками получаемых сигналов. При этом точность и стабильность светового спектра сохраняются после преобразования в миллиметровые волны. Несколько таких частот могут одновременно использоваться как отдельные каналы связи, что потенциально увеличивает объем передаваемых данных.

Миллиметровые волны рассматриваются как одна из технологий будущих сетей 6G благодаря доступному диапазону частот и возможности передавать большие объемы информации. Кроме связи, они могут применяться в радарах, спектроскопии и астрономических инструментах. Точная генерация таких сигналов также важна для технологий, которым требуется высокоточная синхронизация, включая квантовые системы навигации и позиционирования.

Пока вся установка занимает лабораторный стол, хотя ключевой микрочип имеет размер с зерно риса. В дальнейшем исследователи рассчитывают уменьшить систему до размеров небольшой коробки и снизить ее энергопотребление.