में “टेराहर्ट्ज़ लेजर के साथ 4Gbit/s डेटा दर पर फ्री-स्पेस ऑप्टिकल संचार”, कम्युनिकेशंस फिजिक्स में प्रकाशित, टीम ने प्रदर्शित किया कि कैसे टेराहर्ट्ज़-फ़्रीक्वेंसी प्रकाश का उपयोग वायरलेस तरीके से, खुली हवा के माध्यम से, इन आवृत्तियों पर पहले हासिल की गई गति से कहीं अधिक गति पर डेटा संचारित करने के लिए किया जा सकता है।
टेराहर्ट्ज़ तरंगें माइक्रोवेव और इन्फ्रारेड प्रकाश के बीच बैठती हैं, जो वाई-फाई और 5जी सिस्टम का समर्थन करने वाली रेडियो फ्रीक्वेंसी की तुलना में बहुत अधिक उपलब्ध बैंडविड्थ प्रदान करती हैं, लेकिन विश्वसनीय, उच्च गति संचार के लिए उनका उपयोग करना मुश्किल हो गया है।
लीड्स टीम, जिसमें शामिल हैं डॉ जयप्रसथ एलुमलाई, डॉ जोशुआ फ़्रीमैनऔर प्रोफेसर जाइल्स डेविसयूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन (यूसीएल) के सहकर्मियों के साथ मिलकर, डेटा के साथ टेराहर्ट्ज़-फ़्रीक्वेंसी क्वांटम कैस्केड लेजर (क्यूसीएल) को सीधे संशोधित करके और एक विशेष सेमीकंडक्टर डायोड का उपयोग करके प्रेषित सिग्नल का पता लगाकर इस चुनौती पर काबू पा लिया। इसने एक फ्री-स्पेस ऑप्टिकल संचार लिंक बनाया जो भौतिक केबल या फाइबर पर निर्भर नहीं है।
इस दृष्टिकोण का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने 4GB/s तक की डेटा ट्रांसमिशन दर हासिल की, जो पहले के टेराहर्ट्ज़ संचार प्रणालियों की तुलना में लगभग 200 गुना की वृद्धि दर्शाती है, जो आमतौर पर प्रति सेकंड किलोबाइट्स या मेगाबाइट्स तक सीमित थीं।
इन गतियों पर डेटा भेजने की क्षमता कई संभावित अनुप्रयोगों को खोलती है:
- डेटा केंद्रों में, टेराहर्ट्ज़ लिंक सर्वर रैक के बीच अल्ट्रा-फास्ट, केबल-मुक्त कनेक्शन प्रदान कर सकते हैं, कम-विलंबता क्लाउड कंप्यूटिंग और अधिक लचीले बुनियादी ढांचे का समर्थन कर सकते हैं।
- अंतरिक्ष में, प्रौद्योगिकी उपग्रहों के बीच उच्च क्षमता वाले लिंक को सक्षम कर सकती है, जिससे पृथ्वी के वायुमंडल के कारण होने वाले सिग्नल नुकसान से बचा जा सकता है।
- टेराहर्ट्ज़ बीम की अत्यधिक दिशात्मक प्रकृति भी पारंपरिक रेडियो सिग्नलों की तुलना में उन्हें रोकना स्वाभाविक रूप से अधिक कठिन बनाती है, जो रक्षा, वित्त और स्वास्थ्य सेवा जैसे क्षेत्रों में सुरक्षित पॉइंट-टू-पॉइंट संचार के लिए लाभ प्रदान करती है।
डॉ. एलुमलाई ने कहा: “मुख्य चुनौती टेराहर्ट्ज़ क्वांटम कैस्केड लेजर को एक स्वच्छ, उच्च गति ट्रांसमीटर की तरह ट्यून करना था जो विरूपण के बिना सिग्नल प्रसारित करेगा। एक बार जब हमने इसे हासिल कर लिया, तो हम उच्च डेटा दरों को प्रसारित करने और जानकारी को विश्वसनीय रूप से पुनर्प्राप्त करने के लिए लेजर को आगे बढ़ाने में सक्षम थे।”
डॉ. फ्रीमैन ने कहा: “हम इस बात से उत्साहित हैं कि हमारे द्वारा विकसित किए गए इन टेराहर्ट्ज़ लेजर का उपयोग उच्च गति पर डेटा संचारित करने के लिए किया जा सकता है। स्पेक्ट्रम के इस हिस्से का कम उपयोग किया गया है, और इसलिए इसमें बहुत अधिक संभावनाएं हैं।”
यूसीएल के साथ मिलकर, काम कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय और स्वानसी विश्वविद्यालय के साथ साझेदारी में किया गया था, और यूकेआरआई इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान अनुसंधान परिषद (ईपीएसआरसी) से पांच साल के £ 7 मिलियन कार्यक्रम अनुदान द्वारा समर्थित है।
यह सहयोग संचार प्रणालियों और फोटोनिक डिजाइन में यूसीएल की ताकत के साथ-साथ टेराहर्ट्ज़ इलेक्ट्रॉनिक और फोटोनिक सिस्टम और क्वांटम कैस्केड लेजर फैब्रिकेशन में लीड्स की विश्व-अग्रणी विशेषज्ञता को एक साथ लाता है।
शोधकर्ता अब सिस्टम को सरल ऑन/ऑफ सिग्नलिंग से आगे बढ़ाकर अधिक उन्नत डेटा मॉड्यूलेशन योजनाओं तक विस्तारित करने पर काम कर रहे हैं। उच्च-शक्ति उपकरणों के और विकास के साथ, दृष्टिकोण तेजी से भीड़भाड़ वाले वायरलेस फ़्रीक्वेंसी बैंड पर दबाव को कम करने में मदद करते हुए और भी अधिक डेटा दरों का समर्थन कर सकता है।
यह शोध लीड्स और स्वानसी के बीच गहरी साझेदारी के साथ भी चलता है। विश्वविद्यालयों ने हाल ही में यूके के सेमीकंडक्टर कौशल अंतर को संबोधित करने के लिए यूके सरकार द्वारा समर्थित एक बड़ी पहल की घोषणा की डॉक्टरेट प्रशिक्षण (सीडीटी) के लिए एक नए केंद्र के शुभारंभ के साथ.
