目前用于移动通信系统的复用器是平面复用器，缺乏用于太赫兹通信的超宽带。虽然微波启发式正交模式换能器（OMT）提供宽带操作，但它们在太赫兹频率下存在高欧姆损耗和笨重的问题。光学集成偏振分束器（PBS）损耗低、集成性好，但带宽较窄。
近日，澳大利亚阿德莱德大学的一个团队在《激光与光子评论》杂志上发表了他们的研究成果，声称其发出了全球第一款用于6G的基于无基板硅基的超宽带集成太赫兹偏振（解）复用器，其可在220GHz至330GHz的亚太赫兹J波段运行，适用于6G通信。
而且该团队表示，相关复用器采用标准制造工艺制造，可实现具有成本效益的大规模生产，并允许高达155 Gbps和190 Gbps的聚合数据速率，误码率低于6G链路的硬判决和软判决前向纠错限制。
无基板全硅偏振复用器使用锥形定向耦合器和空气硅有效介质，它们在紧凑的占位面积上单片集成。
其在225-330 GHz上具有37.8%的分数带宽、约1 dB的平均插入损耗和20 dB以上的偏振消光比。这种性能来自有效包层的各向异性，对两个正交导模的影响不同。
“我们提出的偏振复用器将允许在同一频带上同时传输多个数据流，从而有效地使数据容量翻倍”，该大学电气和机械工程学院的Withawat Withayachumnankul教授说。
“这种较大的相对带宽是任何频率范围内任何集成复用器的最高记录。如果将其缩放到光通信频段的中心频率，这样的带宽可以覆盖所有光通信频段”，他说。
“这项创新不仅提高了太赫兹通信系统的效率，还为更强大、更可靠的高速无线网络铺平了道路”，他说。
“因此，偏振复用器是实现太赫兹通信全部潜力的关键推动因素，推动高清视频流、增强现实和6G等下一代移动网络等各个领域的进步。”
“我们预计，在未来一到两年内，研究人员将开始探索新的应用并改进这项技术”，该研究团队的另一名成员——大阪大学Masayuki Fujita教授说。
“我们预计，在10年内，这些太赫兹技术将在各个行业得到广泛采用和整合，从而彻底改变电信和物联网等领域”，Withayachumnankul 教授说。
偏振复用器采用深反应离子蚀刻（DRIE）工艺构建，使用250μm高电阻率本征浮区硅晶片。将光刻胶旋涂在硅基板上，并通过光刻进行图案化。图案化的光刻胶在DRIE过程中充当蚀刻掩模材料以提供保护。然后，DRIE仪器通过电离气体从基板的正面到背面垂直去除硅。最后，使用丙酮和氧气灰化去除剩余的光刻胶。
制造精度与深反应离子蚀刻工艺的晶片厚度和孔直径之间的纵横比密切相关，假设晶片厚度为250μm，则可蚀刻的孔的所需最小直径为25μm。孔径和锥形定向耦合器可通过光刻技术精确定义——至少在最顶部，因为光刻技术可以达到亚微米级的精度。
然而，问题是随着纵横比的增加，孔的垂直方向逐渐变细。尽管存在一些缺陷，如包层中的锥形孔和盲孔，但该设备的高性能仍然保持，显示了有效介质的稳健性。
研究人员利用偏振器建立了300GHz的同步双信道实时高清视频传输。在发射机端，采用两个可调近红外激光源来产生频差为100GHz的光拍频信号。光拍频信号经EDFA放大后，由3dB光功率分配器分成两个信道，并在每个信道中用视频播放器生成的高清视频信号进行调制。
放大后的调制拍频信号被注入UTC-PD并下变频为100GHz信号，该信号由放大器和倍增器放大并上变频为300GHz。这允许在给定链路预算的情况下在接收器处获得合理的信噪比。每个信道中的太赫兹信号通过WR-3空心波导耦合到多路复用器，而偏振分集则通过旋转空心波导的方向获得。
两个具有正交偏振的太赫兹信号携带两个不同的数据流，由此次研发的新型偏振多路复用器组合并耦合到太赫兹空芯光纤，该光纤可以在宽带宽上支持两个正交偏振。
由于空心光纤的直径（1毫米）远大于锥形端，因此锥形结构可以轻松插入光纤中。采用光纤作为互连的原因是为了避免显著的传播路径损耗，并简化设置和对准（与引入透镜和/或镜子的自由空间传输相比）。
