Halfgeleiderlasers emitteren nu microgolven en vangen radiosignalen, wegbereider voor ultra-snelle Wi-Fi

Wetenschappers sturen en ontvangen informatie via halfgeleiderlaser. Dit onderzoek kan helpen bij de ontwikkeling van hybride elektronisch-fotonische apparatuur alsmede ultrahoog-snelheids Wi-Fi.

Hoe het werkt

Traditionele lasers emitteren dezelfde frequentie licht, terwijl laser-frequentiekammen in staat zijn om meerdere frequenties tegelijkertijd uit te stoten. Deze frequenties zijn gelijkmatig verdeeld, gelijkend op de tanden van een kam.

Binnen de laser kloppen verschillende frequenties samen om microgolfstraling te genereren. Het licht binnen de lasercaviteit zorgt ervoor dat elektronen oscilleren op frequenties die liggen binnen het communicatiespectrum.

Referentie: PNAS | DOI:10.1073/pnas.1903534116 | Harvard SEAS

Het team ontwikkelde een nieuw apparaat dat data in de microgolfsignalen kan plaatsen en ze draadloos kan transmitteren. Om dit te doen, creëerden ze een dipolanten door een gat in de topelektrode van het apparaat te etsen.

Het apparaat emiteert en moduleert microgolven draadloos, gebruikmakend van een frequentiekam. De 'kloppen' uitgegooid door de laser lijken op een schilderij (rechts). | Met dank aan Marco Piccardo / Harvard SEAS

Om data op de microgolfstraling te coderen, moduleerden onderzoekers de frequentiekam. De straling wordt uitgezonden vanuit het apparaat door de dipolanten. Een hoornantenne ontvangt dan het radiosignaal, wat uiteindelijk gefilterd en naar de computer getransporteerd wordt.

De laser-radio kan ook signalen ontvangen. Om dit te demonstreren, controleerden onderzoekers de laser-gedrag draadloos met signalen van een ander apparaat. Ze stuurden een liedje draadloos naar een ontvanger.

Over het algemeen kan de technologie extreem nuttig zijn voor toekomstige draadloze communicaties. Hoewel we nog ver verwijderd zijn van het bereiken van terahertz draadloze communicatie, biedt dit werk een geweldige routekaart die uitlegt hoe we er komen.