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भविष्य के वायरलैस संचार की तकनीक

रोशनी आधारित संचार व्यवस्था और सटीक होगी


  • हर किसी को बेहतर डेटा संचार

  • बैंड विड्थ की परेशानी नहीं होगी

  • वर्तमान तकनीक से आगे की सोच है


राष्ट्रीय खबर

 

रांचीः रोशनी पर आधारित संचार व्यवस्था, इस बारे में औसत लोग जानते हैं क्योंकि अब जमाना ऑप्टिक फाइबर का है। यह एक ऐसा दृश्य है जिससे हम में से कई लोग परिचित हैं:

आप स्थानीय कॉफी शॉप में अपने लैपटॉप पर काम कर रहे हैं, शायद आधा दर्जन अन्य लैपटॉप उपयोगकर्ताओं के साथ – आप में से प्रत्येक वेबसाइट लोड करने या हाई-डेफ़िनेशन वीडियो स्ट्रीम करने की कोशिश कर रहा है, और सभी अधिक बैंडविड्थ चाहते हैं।

अब कल्पना करें कि आप में से प्रत्येक के पास संचार के लिए एक समर्पित वायरलेस चैनल है जो आज हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले वाई-फाई से सैकड़ों गुना तेज़ है, जिसमें सैकड़ों गुना अधिक बैंडविड्थ है।

मेटासर्फेस के विकास के कारण वह सपना दूर नहीं हो सकता है – छोटी इंजीनियर शीट जो वांछित तरीकों से प्रकाश को परावर्तित और अन्यथा निर्देशित कर सकती हैं।

नेचर नैनोटेक्नोलॉजी पत्रिका में आज प्रकाशित एक पेपर में, कैलटेक इंजीनियरों की एक टीम ने छोटे ट्यूनेबल एंटेना के साथ पैटर्न वाले ऐसे मेटासर्फेस के निर्माण की रिपोर्ट दी है

जो विभिन्न ऑप्टिकल आवृत्तियों के कई साइडबैंड या चैनल बनाने के लिए ऑप्टिकल लाइट की आने वाली किरण को परावर्तित करने में सक्षम है।

इन मेटासर्फेस के साथ, हम यह दिखाने में सक्षम हैं कि प्रकाश की एक किरण अंदर आती है, और प्रकाश की कई किरणें बाहर जाती हैं, जिनमें से प्रत्येक अलग-अलग ऑप्टिकल आवृत्तियों के साथ और अलग-अलग दिशाओं में जाती है,

इंजीनियरिंग और एप्लाइड साइंस के डिवीजन के ओटिस बूथ लीडरशिप चेयर, एप्लाइड फिजिक्स और मैटेरियल साइंस के हॉवर्ड ह्यूजेस प्रोफेसर और नए पेपर के वरिष्ठ लेखक हैरी एटवाटर कहते हैं। यह संचार चैनलों की एक पूरी सरणी की तरह काम कर रहा है।

और हमने ऑप्टिकल फाइबर पर ले जाए जाने वाले संकेतों के बजाय फ्री-स्पेस सिग्नल के लिए ऐसा करने का एक तरीका खोज लिया है। यह कार्य न केवल एक नए प्रकार के वायरलेस संचार चैनल के विकास के लिए एक आशाजनक मार्ग की ओर इशारा करता है, बल्कि संभावित रूप से नई रेंज-फाइंडिंग तकनीकों और यहां तक कि अंतरिक्ष से बड़ी मात्रा में डेटा को रिले करने का एक नया तरीका भी है।

नए पेपर की सह-प्रमुख लेखिका प्राची थुरेजा, कहती हैं कि उनके काम को समझने के लिए, पहले मेटासर्फेस शब्द पर विचार करें। मूल, मेटा, एक ग्रीक उपसर्ग से आता है जिसका अर्थ है परे।

मेटासर्फेस को पारंपरिक भारी ऑप्टिकल तत्वों, जैसे कैमरा या माइक्रोस्कोप लेंस के साथ हम जो कर सकते हैं, उससे परे जाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

मल्टीलेयर ट्रांजिस्टर जैसे उपकरणों को नैनोस्केल एंटेना के सावधानीपूर्वक चयनित पैटर्न के साथ इंजीनियर किया जाता है जो प्रकाश को प्रतिबिंबित, बिखरा या अन्यथा नियंत्रित कर सकते हैं।

ये फ्लैट डिवाइस नैनोस्केल तत्वों की एक सरणी को रणनीतिक रूप से डिज़ाइन करके, लेंस की शैली में प्रकाश को केंद्रित कर सकते हैं, या दर्पण की तरह इसे प्रतिबिंबित कर सकते हैं, जो प्रकाश की प्रतिक्रिया के तरीके को संशोधित करते हैं।

 

टीम ने स्पेस-टाइम मेटासर्फेस के बारे में बताया है जो विशिष्ट दिशाओं में और विशेष आवृत्तियों (समय का एक कार्य, क्योंकि आवृत्ति को प्रति सेकंड एक बिंदु से गुजरने वाली तरंगों की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है) पर प्रकाश को परावर्तित कर सकता है। यह मेटासर्फेस डिवाइस, जिसका कोर केवल 120 माइक्रोन चौड़ा और 120 माइक्रोन लंबा है, ऑप्टिकल आवृत्तियों पर परावर्तन मोड में काम करता है, जो आमतौर पर दूरसंचार के लिए उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से 1,530 नैनोमीटर पर। यह रेडियो आवृत्तियों से हजारों गुना अधिक है, जिसका अर्थ है कि बहुत अधिक बैंडविड्थ उपलब्ध है।

सिसलर और थुरेजा ने अपने मेटासर्फेस को सोने के एंटेना से बनाया, जिसमें इंडियम टिन ऑक्साइड की एक अंतर्निहित विद्युत रूप से ट्यून करने योग्य अर्धचालक परत थी। डिवाइस पर एक ज्ञात वोल्टेज प्रोफ़ाइल लागू करके, वे प्रत्येक एंटीना के नीचे अर्धचालक परत में इलेक्ट्रॉनों के घनत्व को स्थानीय रूप से मॉड्यूलेट कर सकते हैं, जिससे इसका अपवर्तनांक (सामग्री की प्रकाश-झुकने की क्षमता) बदल जाता है।

डिवाइस पर विभिन्न वोल्टेज के स्थानिक विन्यास होने से, हम किसी भी भारी घटक को बदलने की आवश्यकता के बिना वास्तविक समय में निर्दिष्ट कोणों पर परावर्तित प्रकाश को पुनर्निर्देशित कर सकते हैं, थुरेजा कहते हैं। यदि ऑप्टिकल मेटासर्फेस एक ऐसी वास्तविक तकनीक बन जाती है जो फैलती है, तो अब से एक दशक बाद आप स्टारबक्स में अपने लैपटॉप पर अन्य लोगों के साथ बैठ सकेंगे और प्रत्येक व्यक्ति को रेडियो आवृत्ति वाई-फाई सिग्नल मिलने के बजाय, उन्हें अपना स्वयं का उच्च-निष्ठा प्रकाश किरण संकेत मिलेगा, एटवाटर कहते हैं, जो कैलटेक में लिक्विड सनलाइट एलायंस के निदेशक भी हैं। एक मेटासरफेस प्रत्येक व्यक्ति तक अलग-अलग आवृत्ति पहुंचाने में सक्षम होगा।