Si prevede che il volume del traffico di telecomunicazioni wireless aumenterà nel prossimo futuro con un continuo aumento del traffico dati e i corrispondenti necessari aumenti della larghezza di banda. È quindi diventato imperativo aumentare la frequenza dei fotoni nei limiti superiori della regione millimetrica (mmWave), che corrisponde a frequenze comprese tra 30 GHz e 300 GHz.

La generazione di onde millimetriche mediante tecniche fotoniche è stata finora limitata all'uso di laser nel vicino infrarosso che vengono convertiti nella regione mmWave. Però, tali metodologie attualmente non beneficiano di un'architettura monolitica e soffrono dell'elevata differenza di energie dei fotoni tra la regione del vicino infrarosso e quella mmWave, che abbiamo chiamato il difetto quantistico, che alla fine può limitare l'efficienza di conversione. regione delle onde Terahertz (THz), con fotoni di energie inferiori, è comunque molto adattato. Inoltre, sappiamo generarli grazie a un dispositivo miniaturizzato compatto, i laser a cascata quantica (QCL). Questi laser hanno altri vantaggi intrinseci in questo senso:la loro dinamica ultraveloce e le elevate non linearità aprono la possibilità di integrare in modo innovativo sia l'azione laser che la generazione mmWave in un unico dispositivo.

In questo articolo, ricercatori LPENS del gruppo Nano-THz, in collaborazione con i team di C2N, NIDO a Pisa, ONERA a Palaiseau e l'Università di Leeds hanno dimostrato la generazione di mmWave intracavità all'interno di QCL THz nell'intervallo senza precedenti da 25 GHz a 500 GHz. È importante sottolineare che questo lavoro apre la possibilità di compattare, generazione di onde mm a basso rumore utilizzando pettini di frequenza THz.