面向未來6G通信的太赫茲技術取得新突破。日本德島大學研究團隊開發出一種新型太赫茲無線通信系統，在560吉赫茲（GHz）頻段實現每秒112吉比特（Gb）的無線傳輸速率，首次在420GHz以上實現每秒100G級無線通信。這一成果是邁向實用化6G無線系統和超高速移動回傳的重要一步。
當前，傳統電子技術在生成超過350GHz的穩定高頻信號時，面臨輸出功率下降、相位噪聲增加等瓶頸，這些挑戰阻礙了太赫茲頻段超高速無線通信的實現，而該頻段被認為在未來6G系統中發揮關鍵作用。
為克服挑戰，研究團隊引入了微梳技術。微梳是一種基于微型光學諧振器產生的芯片級光頻梳器件，就像一個同時發出一整排非常整齊“音調”的光學信號源。借助其高頻率穩定性和低相位噪聲特性，團隊將微梳與高階調制技術結合，成功生成低噪聲太赫茲載波，使系統在560GHz頻段實現了每秒112Gb的無線傳輸，遠高于現有同頻段系統通常只有數吉至數十吉比特的水平。
這一系統省去了復雜的光學對準過程，不僅實現設備小型化，還提升了長期運行穩定性。團隊還為微諧振器集成了溫控功能，可提高光學共振特性的重復性，增強設備在環境溫度變化下的穩定性。
在無線傳輸實驗中，團隊通過“光注入鎖定”技術，讓微梳產生的兩個光信號實現頻率同步，從而獲得高穩定性的光載波。他們接著將待傳輸的數據分別采用QPSK和16QAM兩種調制方式加載到光載波上，使光信號攜帶數字信息。
之后，這兩束光信號通過光混頻過程轉換為560GHz的太赫茲波，并用于無線傳輸。在接收端，研究人員采用次諧波混頻器進行外差檢測，將太赫茲信號還原為可處理的電信號，最終實現每秒84Gb（QPSK）和112Gb（16QAM）的數據傳輸速率。
這項研究為6G系統中的超高速移動回傳鏈路以及光子—無線融合網絡奠定了關鍵技術基礎。（記者 張佳欣）
轉自：科技日報
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