Publication dans la revue Nature d'un nouveau composant rendant possible de multiples liaisons sans fil très haut débit

Une collaboration entre un chercheur du laboratoire de Physique des lasers, atomes et molécules (PhLAM, CNRS/Université de Lille) avec L'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN, CNRS/Université de Lille/Université Polytechnique Hauts-de-France) ainsi que l'Université de Technologie de Nanyang (NTU, Singapour) a permis la réalisation et la caractérisation d’un « d’un formateur de faisceau » à 300 GHz. Ce composant permet de diriger des faisceaux sur 360° dans le plan. Il rend possible la création de multiples liaisons sans fil simultanées à très haut débit, notamment la diffusion de vidéo haute définition. Les résultats de ces expérimentations sont publiés dans la revue Nature. Ce composant qui repose sur des schémas à protection topologique est réalisé en silicium. Il intègre 184 guides d'ondes ainsi que 54 séparateurs de puissance, le tout associé à des dispositifs rayonnants.

En effet, les réseaux de communications sans fil du futur– 6G et au-delà- offriront à terme des débits de l'ordre du terabit par seconde (Tbit/s), 100 fois supérieurs aux débits visés par la norme 5G actuelle. Pour y parvenir, les laboratoires s’intéressent aux nouvelles ressources spectrales dans des gammes de fréquence de l'ordre du térahertz (THz). Cependant, les signaux THz s’atténuent rapidement. C'est pourquoi les futurs systèmes de communication sans fil devront rayonner prioritairement dans des directions ciblées, par exemple en direction des utilisateurs. Cette fonctionnalité peut être réalisée par des composants spécifiques : les formateurs de faisceaux à très faible perte d’insertion et large bande passante. Le formateur de faisceau réalisé a été intégré dans un système de transmission THz complet, et a permis de créer des liaisons de 72 Gbit/s sur 300 mm, mais aussi des liaisons multi-point (huit liaisons sans fil simultanées de 40 Gbit/s ou bien la transmission en temps réel de vidéos en haute-définition).

Ces démonstrations ont bénéficié de l'expertise des laboratoires Lillois en caractérisation et mesure des dispositifs THz, soutenue par le CPER Wavetech@HdF et développée notamment au sein des PEPR Électronique et Réseaux du futur."

Référence : On-chip topological beamformer for multi-link terahertz 6G to XG wireless, Wenhao Wang, Yi Ji Tan, Thomas CaiWei Tan, Abhishek Kumar, Prakash Pitchappa, Pascal Szriftgiser, Guillaume Ducournau & Ranjan Singh, Nature, 632, 522-527 (2024). 10.1038/s41586-024-07759-5