Nykytekniikan käyttö vaatii yhä tehokkaampien signaalinsiirtomenetelmien käyttöä. Näitä vaatimuksia rajoittaa kuitenkin vastavuoroisuus - fysiikan laki, joka pakottaa valonsiirron identtisiksi vastakkaisiin suuntiin. Nykyään näihin haasteisiin vastataan erottimilla, joissa hyödynnetään ulkoista magneettikenttää ohjaamaan aaltoja yhteen suuntaan.
Menetelmä on kuitenkin kallis eikä magneetteihin perustuvaa tekniikkaa voida integroida piipohjaisiin piireihin ja järjestelmiin. City University of New York (CUNY) ja Texas Austinin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden valoaallon erottelumenetelmän, joka voi ratkaista nämä haasteet.
- Olemme työskennelleet vastavuoroisuuden poistamisessa ilman magneetteja muutaman vuoden ajan. Aiemmin olemme tutkineet laitteita, joissa on liikkuvia tai ajan suhteen muuttuvia elementtejä, mutta nämä lähestymistavat aiheuttavat muita teknisiä haasteita, kertoi fysiikan professori Andrea Alù.
- Uudessa tutkimuksessa osoitetaan, että ei-magneettinen laite, joka ei sisällä ulkoista virtalähdettä - sopivasti räätälöityjen epälineaarisuuksien ansiosta - voi rikkoa rajusti siirtosymmetriaa ja toteuttaa tehokkaan laajakaistaisen erottelun.
Aiemmat yritykset epälineaarisuuden käyttämiseksi erottelun indusoimiseksi ovat olleet heikkoja, koska ne ovat perustuneet yhteen epälineaariseen resonaattoriin.
Tutkijaryhmä kykeni ratkaisemaan tämän ongelman käyttämällä kahta viivelinjan kautta kytkettyä tarkasti suunniteltua epälineaarista resonaattoria, ja osoittaen, että tämä on minimaalinen konfiguraatio, joka mahdollistaa vähäisen hävikin yksisuuntaisen siirron laajalla kaistanleveydellä.
Piirilevylle painetut yhdistetyt komponentit muodostivat erittäin tehokkaan, täysin passiivisen erottimen, joka tarjoaa erinomaisen signaalin eheyden.
Tutkijatiimi ennakoi, että havainnot voivat olla hyödyllisiä useissa eri tekniikoissa, kuten kulutuselektroniikka, kirurgiset laserit, autoteollisuuden tutka- ja lidar-järjestelmät sekä nanofotoniset piirit ja järjestelmät.
Seuraava tutkimusvaihe tutkii erilaisia lähestymistapoja, joilla hienosäätää erottimen toimivuutta. Näihin kuuluu esimerkiksi mahdollisten epälineaaristen resonaattoreiden lisätyyppien realisoimista kiertoelimien ja muiden moniporttilaitteiden toteuttamiseen.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 14.2.2018
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
