Un team di ricercatori dell’Università di Xi’an Jiaotong ha sviluppato un dispositivo stampato in 3D in grado di produrre fasci di luce contorti utilizzando il momento angolare orbitale (OAM). Questa tecnologia permette di trasmettere una maggiore quantità di dati rispetto ai metodi tradizionali, rappresentando una possibile soluzione alle sfide poste dai moderni sistemi di comunicazione.
Innovazione per reti ad alta capacità
Secondo Jianxing Li, leader del gruppo di ricerca, “La crescente domanda di sistemi di comunicazione ad alta capacità e resistenti alle interferenze, specialmente per applicazioni come le reti 5G e 6G, richiede approcci innovativi. Sebbene i fasci di vortici OAM possano migliorare l’efficienza spettrale e la capacità di comunicazione, gli attuali metodi di generazione soffrono di bassa efficienza, alti costi di produzione e interferenze da bande di frequenza indesiderate.”
Design avanzato e produzione additiva
Il dispositivo progettato integra un divisore di potenza con filtro del guadagno, che divide uniformemente i segnali in ingresso e filtra le frequenze indesiderate. Realizzato come struttura monolitica in alluminio tramite fusione laser selettiva, il dispositivo garantisce un allineamento preciso e costi di produzione ridotti. Questo approccio minimizza le perdite dielettriche e massimizza l’efficienza della radiazione.
Il funzionamento si basa sulla divisione del segnale in otto parti uguali, ciascuna delle quali è regolata in fase per garantire la precisione necessaria. Una serie di antenne circolari trasmette il raggio con una purezza della modalità dell’80% e una riduzione delle interferenze di oltre 30 dB. Questo consente una trasmissione chiara e affidabile.
Applicazioni future
Yuanxi Cao, autore corrispondente dello studio, ha sottolineato le potenzialità del dispositivo: “Il nostro generatore di raggi OAM è ideale per comunicazioni wireless 5G/6G, telerilevamento e imaging. Integrandolo nelle torri di comunicazione, possiamo migliorare lo streaming e la connettività durante eventi ad alta densità di utenti, come festival musicali o eventi sportivi, evitando rallentamenti e interruzioni delle connessioni.”
Il dispositivo stampato in 3D elimina la necessità di assemblaggio, garantendo un preciso allineamento dei componenti. Questo approccio riduce i costi e ottimizza le prestazioni, rendendolo particolarmente adatto per applicazioni ad alta frequenza.
Sviluppi futuri
I ricercatori prevedono di lavorare sull’ottimizzazione del guadagno, dell’efficienza e del filtraggio del segnale. Altri piani includono l’esplorazione di fasci OAM multimodali e l’espansione della tecnologia di stampa 3D per integrarla nei sistemi esistenti. Questi sviluppi mirano a massimizzare il potenziale di questa tecnologia, aprendo nuove strade per la comunicazione wireless.
