Zo heb je Dean Martin nog nooit gehoord.

Onderzoekers van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences stuurden een opname van Martin's klassieke "Volare" draadloos via een halfgeleiderlaser - de eerste keer dat een laser werd gebruikt als radiofrequentiezender.

In een paper gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences , demonstreerden de onderzoekers een laser die draadloos microgolven kan uitzenden, moduleer ze, en externe radiofrequentiesignalen te ontvangen.

"Het onderzoek opent de deur naar nieuwe soorten hybride elektronisch-fotonische apparaten en is de eerste stap naar ultrasnelle wifi, " zei Federico Capasso, de Robert L. Wallace Professor of Applied Physics en Vinton Hayes Senior Research Fellow in Electrical Engineering, bij SEAS en senior auteur van de studie.

Dit onderzoek bouwt voort op eerder werk van het Capasso Lab. in 2017, ontdekten de onderzoekers dat een infraroodfrequentiekam in een kwantumcascadelaser kan worden gebruikt om terahertz-frequenties te genereren, de submillimetergolflengten van het elektromagnetische spectrum die gegevens honderden keren sneller zouden kunnen verplaatsen dan de huidige draadloze platforms. in 2018, het team ontdekte dat kwantumcascadelaserfrequentiekammen ook kunnen fungeren als geïntegreerde zenders of ontvangers om informatie efficiënt te coderen.

Nutsvoorzieningen, de onderzoekers hebben een manier bedacht om draadloze signalen van laserfrequentiekammen te extraheren en te verzenden.

In tegenstelling tot conventionele lasers, die een enkele frequentie van licht uitzenden, laserfrequentiekammen zenden meerdere frequenties tegelijk uit, gelijkmatig verdeeld om op de tanden van een kam te lijken. in 2018, ontdekten de onderzoekers dat in de laser, de verschillende frequenties van licht slaan samen om microgolfstraling te genereren. Het licht in de holte van de laser zorgde ervoor dat elektronen oscilleerden met microgolffrequenties - die binnen het communicatiespectrum vallen.

"Als je dit apparaat voor wifi wilt gebruiken, je moet in staat zijn om nuttige informatie in de microgolfsignalen te stoppen en die informatie uit het apparaat te halen, " zei Marco Piccardo, een postdoctoraal onderzoeker bij SEAS en eerste auteur van het artikel.

Het eerste dat het nieuwe apparaat nodig had om microgolfsignalen uit te zenden, was een antenne. Dus, de onderzoekers etsten een opening in de bovenste elektrode van het apparaat, het creëren van een dipoolantenne (zoals de konijnenoren op de bovenkant van een oude tv). Volgende, ze moduleerden de frequentiekam om informatie te coderen over de microgolfstraling die wordt gecreëerd door het kloppende licht van de kam. Vervolgens, met behulp van de antenne, de microgolven worden door het apparaat uitgestraald, met daarin de gecodeerde informatie. Het radiosignaal wordt ontvangen door een hoornantenne, gefilterd en naar een computer gestuurd.

De onderzoekers toonden ook aan dat de laserradio signalen kan ontvangen. Het team kon het gedrag van de laser op afstand besturen met behulp van microgolfsignalen van een ander apparaat.

"Deze alles-in-een geïntegreerd apparaat belooft veel voor draadloze communicatie, "zei Piccardo. "Hoewel de droom van draadloze terahertz-communicatie nog ver weg is, dit onderzoek geeft een duidelijke roadmap die laat zien hoe je daar moet komen."

Het Harvard Office of Technology Development heeft het intellectuele eigendom met betrekking tot dit project beschermd en onderzoekt de mogelijkheden voor commercialisering.