(© sitthiphong – stock.adobe.com)
SUITA, Jepang — Jalan menuju jaringan nirkabel 6G kini semakin mulus. Para ilmuwan telah membuat lompatan maju yang signifikan dalam teknologi terahertz, yang berpotensi merevolusi cara kita berkomunikasi di masa depan. Sebuah tim internasional telah mengembangkan perangkat silikon mungil yang dapat menggandakan kapasitas jaringan nirkabel, membawa kita lebih dekat ke janji 6G dan seterusnya.
Bayangkan sebuah dunia di mana Anda dapat mengunduh seluruh musim acara favorit Anda dalam hitungan detik atau di mana realitas virtual terasa senyata, ya, kenyataan. Inilah yang diyakini para ilmuwan dapat dihadirkan oleh teknologi terahertz ke dunia. Karya mereka dipublikasikan dalam jurnal Ulasan Laser & Fotonik.
Keajaiban kecil ini, sebuah chip silikon yang lebih kecil dari sebutir beras, beroperasi di bagian spektrum elektromagnetik yang belum pernah kita dengar sebelumnya: rentang terahertz. Bayangkan spektrum elektromagnetik sebagai jalan raya informasi yang luas.
Saat ini kita melaju di jalur 4G dan 5G yang relatif lambat. Teknologi Terahertz? Itulah jalur cepat, menjanjikan kecepatan yang membuat jaringan kita saat ini tampak seperti kereta kuda jika dibandingkan.
Kunci dari terobosan ini adalah perangkat yang disebut multiplexer polarisasi. Jika kedengarannya seperti omong kosong teknis, anggap saja itu seperti polisi lalu lintas untuk data, yang mampu mengarahkan informasi dua kali lebih banyak di jalan yang sama tanpa menyebabkan kemacetan.
“Multiplexer polarisasi yang kami usulkan akan memungkinkan beberapa aliran data ditransmisikan secara bersamaan melalui pita frekuensi yang sama, sehingga secara efektif menggandakan kapasitas data,” jelas Profesor Withawat Withayachumnankul dari Universitas Adelaide, pemimpin tim peneliti, dalam rilis media.
“Bandwidth relatif yang besar ini merupakan rekor untuk multiplexer terintegrasi yang ditemukan dalam rentang frekuensi apa pun. Jika disesuaikan dengan frekuensi pusat pita komunikasi optik, bandwidth tersebut dapat mencakup semua pita komunikasi optik.”
Bukan hanya soal kecepatan. Perangkat ini juga sangat serbaguna.
“Inovasi ini tidak hanya meningkatkan efisiensi sistem komunikasi terahertz tetapi juga membuka jalan bagi jaringan nirkabel berkecepatan tinggi yang lebih tangguh dan andal,” imbuh Dr. Weijie Gao, peneliti pascadoktoral di Universitas Osaka dan salah satu penulis studi tersebut.
Implikasi dari teknologi ini jauh melampaui pengunduhan Netflix yang lebih cepat. Kita berbicara tentang kemajuan yang dapat merevolusi realitas tertambah, memungkinkan operasi jarak jauh yang lancar, atau menciptakan dunia virtual yang begitu mendalam sehingga Anda mungkin lupa bahwa dunia itu tidak nyata. Bagian terbaiknya? Ini bukan mimpi yang jauh.
“Kami mengantisipasi bahwa dalam satu hingga dua tahun ke depan, para peneliti akan mulai mengeksplorasi aplikasi baru dan menyempurnakan teknologi,” kata Profesor Masayuki Fujita dari Universitas Osaka.
Jadi, meskipun Anda mungkin tidak menemukan chip terahertz di ponsel pintar terbaru Anda, jangan heran jika, dalam waktu dekat, Anda dapat melakukan streaming panggilan video holografik atau mengendalikan perangkat pintar dengan pikiran Anda. Revolusi terahertz akan segera hadir, dan membawa masa depan yang lebih cepat, lebih terhubung, dan lebih menarik daripada yang pernah kita bayangkan.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti menciptakan perangkat mereka menggunakan wafer silikon dengan kemurnian tinggi, yang diukir dengan hati-hati untuk menciptakan struktur mikroskopis yang presisi. Mereka menggunakan teknik yang disebut deep reactive-ion etching, yang memungkinkan mereka membentuk silikon dalam skala yang sangat kecil. Kunci kinerja perangkat ini adalah penggunaan “media efektif” – material yang direkayasa agar memiliki sifat-sifat tertentu dengan menciptakan pola yang lebih kecil daripada panjang gelombang terahertz yang digunakan.
Hasil Utama
Multiplexer polarisasi milik tim menunjukkan kinerja yang mengesankan pada rentang frekuensi terahertz yang luas (220 hingga 330 GHz). Multiplexer ini secara efektif memisahkan dua polarisasi cahaya dengan kehilangan sinyal yang minimal. Dalam demonstrasi praktis, mereka berhasil mentransmisikan dua aliran video definisi tinggi yang terpisah secara bersamaan tanpa gangguan. Perangkat ini juga mencapai kecepatan transmisi data hingga 155 gigabit per detik, jauh melampaui teknologi nirkabel saat ini.
Keterbatasan Studi
Meskipun hasilnya menjanjikan, tantangan tetap ada. Gelombang terahertz memiliki jangkauan terbatas dan sulit menembus rintangan, sehingga berpotensi membatasi penggunaannya pada aplikasi jarak pendek. Menghasilkan dan mendeteksi gelombang terahertz secara efisien masih menjadi kendala teknis. Para peneliti mencatat bahwa penyempurnaan proses produksi dapat lebih meningkatkan kinerja perangkat dengan mengurangi ketidaksempurnaan.
Diskusi & Kesimpulan
Penelitian ini menandai kemajuan signifikan dalam komunikasi terahertz. Kemampuan untuk memanipulasi gelombang terahertz secara efisien dalam perangkat yang ringkas dapat menjadi sangat penting bagi teknologi nirkabel masa depan. Rentang frekuensi operasi yang luas memberikan fleksibilitas untuk berbagai aplikasi. Para peneliti menyarankan pendekatan mereka berpotensi ditingkatkan ke frekuensi yang lebih tinggi, membuka kemungkinan baru dalam bidang seperti penginderaan dan pencitraan.
“Dalam satu dekade, kami memperkirakan adopsi dan integrasi teknologi terahertz ini secara luas di berbagai industri, yang akan merevolusi bidang-bidang seperti telekomunikasi, pencitraan, radar, dan Internet of Things,” prediksi Prof. Withayachumnankul.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didukung oleh hibah dari Dewan Riset Australia dan Institut Teknologi Informasi dan Komunikasi Nasional Jepang. Tim tersebut juga menerima pendanaan dari program Riset Inti untuk Sains dan Teknologi Evolusional dari Badan Sains dan Teknologi Jepang. Para penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan yang terkait dengan pekerjaan ini.
