Un team di scienziati della Università Jiaotong di Xi'an, in Cina, ha realizzato una creazione innovativa: un generatore di fasci di luce non solo efficiente, ma anche economico e compatto, stampato in 3D. Questo dispositivo può generare fasci vortici, un tipo di luce che ruota, permettendogli di trasportare molte più informazioni rispetto ai fasci di luce convenzionali. Questo potrebbe trasformare le comunicazioni wireless del futuro, aumentando la loro capacità e affidabilità.
La sfida delle reti ad alta capacità
Oggi in giorno, le reti di comunicazione, come le 5G e 6G, devono gestire quantità massive di dati e resistere alle interferenze. Tuttavia, i sistemi attuali per generare fasci vortici affrontano problemi come bassa efficienza e costi elevati. Questo nuovo generatore risolve molti di questi ostacoli, offrendo una soluzione più economica ed efficiente per la trasmissione di dati ad alta capacità.
Come funziona il generatore di fasci vortici
I ricercatori hanno utilizzato la stampa 3D per creare un generatore che produce fasci vortici ad alta capacità, ideali per comunicazioni avanzate. Inoltre, questo dispositivo ha una caratteristica chiave: un filtro integrato che aiuta ad amplificare i segnali desiderati e a bloccare le interferenze, garantendo così una trasmissione chiara.
Migliorando la connettività in eventi di massa
Questo dispositivo non è utile solo per le reti 5G e 6G, ma anche per applicazioni come la teledetection e l'imaging. Secondo il ricercatore Yuanxi Cao, questo generatore potrebbe essere chiave per migliorare la connettività in eventi con grande affluenza, come concerti o partite sportive, dove le reti tradizionali sono sovraccaricate.
Filtraggio a guadagno per minimizzare le interferenze
Il generatore stampato in 3D è dotato di un divisore di potenza che distribuisce il segnale ed elimina le frequenze indesiderate. Questo filtro riduce le interferenze e rende superflui altri componenti esterni. Inoltre, la struttura metallica riempita d'aria aiuta a migliorare l'efficienza del dispositivo.
Un funzionamento preciso per generare fasci vortici
Il dispositivo divide il segnale in ingresso in diverse parti e regola la sua fase per creare il fascio vortice con le caratteristiche necessarie. Successivamente, i segnali vengono trasmessi attraverso una serie di antenne disposte in cerchio per generare il fascio di luce rotante.
Test e fabbricazione del dispositivo
Per fabbricare il dispositivo, i ricercatori hanno utilizzato una tecnologia di stampa 3D avanzata chiamata fuzione selettiva a laser. Questo processo ha permesso di creare un prototipo con materiali molto precisi, assicurando il suo funzionamento ideale in applicazioni ad alta frequenza.
Risultati promettenti e test riusciti
I test condotti hanno mostrato che il generatore di fasci vortici soddisfa gli standard desiderati, offrendo una purezza del segnale dell'80% e una riduzione delle interferenze di oltre 30 dB. Questo dimostra che il dispositivo è in grado di trasmettere segnali in modo efficiente e privo di interferenze.
Verso un futuro più efficiente e accessibile
I ricercatori stanno lavorando per migliorare ulteriormente le prestazioni del generatore, con l'obiettivo di ottimizzare il guadagno, l'efficienza e il filtraggio dei segnali. In futuro, prevedono di esplorare nuove applicazioni per il dispositivo, come le comunicazioni a frequenze più alte, come i teraerzi. Stanno anche pensando alla sua commercializzazione, il che implicherà perfezionare la fabbricazione 3D per produrlo su larga scala e adattarlo a sistemi esistenti.