Hệ thống tạo ra một “cầu vồng” ánh sáng gồm nhiều tần số được sắp xếp rất đều, sau đó chuyển chúng thành các sóng milimet. Công nghệ này có thể được ứng dụng trong mạng 6G, radar, thiết bị thiên văn và những hệ thống cần đo thời gian với độ chính xác rất cao.
Nhóm nghiên cứu sử dụng một công nghệ gọi là microcomb. Có thể hình dung đây là một “cầu vồng” gồm rất nhiều tần số ánh sáng khác nhau. Tuy nhiên, thay vì hòa trộn như màu sắc của cầu vồng thông thường, các tần số trong microcomb được tách ra và xếp cách đều nhau, giống như những răng của một chiếc lược. Các tần số ánh sáng này nằm ngoài vùng mà mắt người có thể nhìn thấy. Sau đó, một anten đặc biệt có thể chuyển chúng thành các sóng milimet có tần số cao.
Trước đây, các nhà khoa học đã có thể dùng microcomb để tạo ra một tín hiệu sóng milimet chính xác. Nhưng nếu tạo được nhiều tín hiệu cùng lúc, chúng có thể hoạt động như nhiều “đường truyền” khác nhau, giúp gửi nhiều dữ liệu đồng thời. Vấn đề là các tín hiệu phải đủ ổn định và được sắp xếp chính xác.
Trong nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature Communications, các nhà khoa học thuộc Đại học Loughborough (Anh) cùng các cộng sự quốc tế cho biết họ đã tạo được một hệ thống đáp ứng yêu cầu này. Nhiều tần số ánh sáng có thể được chuyển thành nhiều tần số sóng milimet cùng lúc, trong khi khoảng cách giữa các tín hiệu vẫn được kiểm soát chính xác.
Bí quyết nằm ở cách tạo ra microcomb. Họ kết hợp một bộ phận cực nhỏ trên chip, có nhiệm vụ giữ ánh sáng và cho ánh sáng chạy vòng bên trong, với một vòng sợi quang lớn hơn. Ánh sáng laser liên tục đi qua cả hai bộ phận, giúp các tín hiệu hình thành và duy trì ổn định.
Nhóm nghiên cứu có thể điều chỉnh từng tần số trong “cầu vồng” ánh sáng, đồng thời vẫn giữ được độ chính xác và ổn định khi chuyển chúng thành sóng milimet. Điều này giúp tạo ra các tín hiệu phù hợp với nhiều mục đích khác nhau.
Nhờ băng thông lớn, sóng milimet có thể truyền nhiều dữ liệu hơn, mở ra tiềm năng cho mạng 6G trong tương lai.
Độ chính xác cao của các tín hiệu còn đặc biệt hữu ích với công nghệ lượng tử, nơi việc đo và kiểm soát thời gian cần được thực hiện với sai số cực nhỏ.
Hiện nay, dù con chip chỉ cỡ hạt gạo, toàn bộ thiết bị vẫn chiếm diện tích tương đương một chiếc bàn. Các nhà nghiên cứu đang tìm cách giảm kích thước và mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống. Mục tiêu trước mắt là thu nhỏ toàn bộ thiết bị xuống khoảng kích thước một chiếc hộp đựng giày.
