Nanoanteny pozwalające na szybką transmisję bezprzewodową
Struktura nanoanteny pod mikroskopem
Minęło ponad 120 lat odkąd Heinrich Hertz odkrył radiowe fale elektromagnetyczne. Od tej pory postęp w pracach nad wykorzystaniem tych fal do bezprzewodowej transmisji danych spowodował, że technologia ta dominuje we współczesnej informatyce. Fale radiowe są podstawą działania telefonii komórkowej, łączności radiowej, telewizji czy radia. W technologii tej kluczowym elementem jest antena dipolowa umieszczona po stronie nadawczej jak i odbiorczej. Rosnące zapotrzebowanie na coraz większe prędkości transmisji danych skłoniły naukowców do poszukiwania nowych rozwiązań.
Kilka lat temu naukowcy odkryli, że również fale świetlne mogą być wykorzystywane do transmisji radiowej danych. Wymagało to niestety wykorzystania bardzo małych anten, których produkcja była niezmiernie droga. Czoła problemowi stawi niemieccy naukowcy, którym udało się stworzyć powtarzalny proces produkcji nanoanten ze złota. Wykorzystali w tym celu technologię elektronowej litografii, w której podstawową funkcję pełni wiązka elektronów. W ten sposób naukowcy z Light Technologii Institute wyprodukowali antenę mniejszą niż 100 nm (nanometrów). Kształt nanoanteny jest praktycznie identyczny jak tej klasycznej dipolowej, z tą różnicą, że ta pierwsza jest 10 milionów razy mniejsza od swojego klasycznego odpowiednika (nanoantena ma 100 nm długości a dipolowa 1 m). Długość anteny przekłada się bezpośrednio na częstotliwość taktowania przesyłanego sygnału, która jest milion razy większa na korzyść nanoanteny (100 000 GHz zamiast 100 MHz). Jeżeli mamy większą częstotliwość, to stąd już tylko krok do znacznego zwiększenia prędkości transmisji (wyższa częstotliwość = szybsza zmiana modulacji = szybsza transmisja). Kolejne zalety wykorzystania nanoanten to 10 000 razy mniejsze zużycie energii oraz praktycznie zerowy negatywny wpływ na człowieka, zwięrzęta i rośliny, ponieważ fale świetlne o długości od 1000 nm do 400 nm nie są niebezpieczne dla żywych organizmów.
Nie widzę możliwości zastosowania nanoanten w urządzeniach codziennego użytku. Wysokie częstotliwości już teraz wymagają gęstszej sieci nadajników, a te osiągane dzięki optycznej transmisji radiowej działają wręcz na mikroskopijnych odległościach. Z pewnością nowa technologia sprowadzi badania naukowe na zupełnie nową płaszczyznę. Już teraz czynione są próby badania poszczególnych molekuł, czy charakteryzowania nanostruktur półprzewodników.
Więcej w tym temacie można przeczytać tutaj (strona w języku angielskim)
120 postępu prac nad falami radiowymi rozpoczętymi przez Heinricha Hertza doprowadziło nas do anten dipolowych wielkości 100 nanometrów. Co dalej?
Informatyk z wykształcenia pracujący w Departamencie Logistyki. Pasjonat książek historycznych, niecierpiący próżności... Moje motto życiowe: "Aktywnie spędzać czas, tak aby nie żałować żadnej przeżytej chwili".
