Laser Sekarang Dapat Memancarkan Gelombang Mikro Dan Menerima Sinyal Frekuensi Radio Eksternal

• Ilmuwan mengirim dan menerima informasi melalui laser semikonduktor.
• Penelitian ini dapat membantu dalam pengembangan peralatan elektronik-ponik hibrida serta Wi-Fi berkecepatan sangat tinggi.

Sumber cahaya yang koheren seperti laser semikonduktor dapat menciptakan spektrum yang mengandung frekuensi garis yang terpisah dan berjarak sama. Banyak aplikasi sisir frekuensi, termasuk metrologi dan spektroskopi, langsung menggunakan keluaran laser ini. Dalam fotonik gelombang mikro, keluaran sisir frekuensi ditransmisikan ke fotodetektor cepat dan digunakan untuk menghasilkan gelombang mikro.

Pada tahun 2017, tim peneliti di Universitas Harvard menemukan bahwa frekuensi terahertz dapat dihasilkan melalui sisir frekuensi inframerah dalam laser kaskade kuantum. Pada tahun 2018, mereka menemukan bahwa sisir frekuensi ini juga dapat bertindak sebagai penerima atau pemancar terintegrasi untuk efisiensi penyandian data.

Sekarang, mereka telah menemukan metode yang dapat mengekstrak dan mengirim sinyal nirkabel dari sisir frekuensi laser kaskade kuantum. Dalam karya ini, mereka mampu mendemonstrasikan laser yang secara nirkabel dapat memancarkan dan memodulasi gelombang mikro, dan menerima sinyal pada frekuensi radio. Temuan ini dapat membantu dalam pengembangan peralatan elektronik-ponik hibrida serta Wi-Fi berkecepatan sangat tinggi.

Bagaimana Cara Kerjanya?

Laser tradisional memancarkan cahaya frekuensi yang sama, sedangkan sisir frekuensi laser mampu mengeluarkan beberapa frekuensi pada saat yang bersamaan. Frekuensi ini memiliki jarak yang sama, menyerupai gigi sisir.

Di dalam laser, frekuensi yang berbeda berdetak bersama untuk menghasilkan radiasi gelombang mikro. Cahaya di dalam rongga laser menyebabkan elektron berosilasi pada frekuensi yang berada dalam spektrum komunikasi.

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

Tim mengembangkan perangkat baru yang dapat memasukkan data ke dalam sinyal gelombang mikro dan mengirimkannya secara nirkabel. Untuk melakukan ini, mereka membuat antena dipol dengan mengetsa celah ke elektroda atas perangkat.

Perangkat memancarkan dan memodulasi gelombang mikro secara nirkabel, menggunakan sisir frekuensi. 'Detak' yang dikeluarkan dari laser menyerupai lukisan (kanan). | Atas perkenan Marco Piccardo / Harvard SEAS

Untuk mengkodekan data pada radiasi gelombang mikro, para peneliti memodulasi sisir frekuensi. Radiasi dikirim keluar dari perangkat melalui antena dipol. Antena tanduk kemudian menerima sinyal radio, yang akhirnya disaring dan dikirim ke komputer.

Radio laser juga dapat menerima sinyal. Untuk mendemonstrasikan ini, para peneliti secara nirkabel mengontrol perilaku laser menggunakan sinyal dari perangkat yang berbeda. Mereka mengirim lagu secara nirkabel ke penerima.

Referensi:Dalam Kondisi Apa Nanolaser Memenuhi Syarat Sebagai Laser Sejati?

Secara keseluruhan, teknologi ini bisa sangat berguna untuk komunikasi nirkabel di masa depan. Meskipun kita masih jauh dari mencapai komunikasi nirkabel terahertz, karya ini menawarkan peta jalan yang bagus yang menjelaskan bagaimana menuju ke sana.