Disebut Sebagai Aplikasi Komunikasi Nirkabel Masa Depan, Berikut Ulasan BRIN soal Teknologi Terahertz

Terahertz camera (1) — Sebuah kamera berteknologi tinggi diciptakan agar mampu membaca buku tanpa perlu membuka buku tersebut. (Sumber midwoodscience.org)

Liputan6.com, Bandung - Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) menyebut aplikasi teknologi Terahertz (THz) potensial untuk komunikasi nirkabel masa depan.

Pasalnya dalam beberapa dekade terakhir, kebutuhan data dan informasi telah meningkat secara signifikan, seiring dengan pertumbuhan jumlah perangkat terhubung dan layanan yang tersedia.

Menurut Peneliti Pusat Riset Telekomunikasi BRIN Hana Arisesa, teknologi yang ada saat ini, seperti gelombang mikro 4G dan fotonika, belum mampu memenuhi permintaan yang semakin meningkat.

"Sehingga, diperlukan teknologi yang lebih canggih," ujar Hana dalam webinar Talk to Scientists, bertema 'Menuju Era Teknologi Nirkabel Pita Lebar untuk Telekomunikasi dan Penginderaan' ditulis, Kamis (15/8/2024).

Teknologi yang ada saat ini seperti 4G lambat laun akan tergeser karena dianggap belum mampu memenuhi kebutuhan akses dan pertukaran data yang terus meningkat.

Hana menegaskan salah satu kandidat potensial yang sedang dipertimbangkan oleh para ilmuwan adalah teknologi THz.

Hana mengatakan, aplikasi teknologi THz sangat beragam, termasuk dalam bidang spektroskopi, pencitraan (imaging), astronomi, deteksi, pengujian (testing), dan terutama sebagai teknologi potensial untuk komunikasi nirkabel masa depan.

"Peluang pengembangan teknologi THz di masa depan masih sangat terbuka lebar. Meskipun, saat ini teknologi ini belum banyak digunakan secara luas. Namun, dengan banyaknya riset yang sedang dilakukan, tidak menutup kemungkinan teknologi THz akan menjadi bagian penting dari kehidupan sehari-hari di masa depan," kata Hana.

Seperti diketahui perkembangan teknologi informasi kian pesat. Kecepatan dalam mengakses dan pertukaran data menjadi poin penting dalam setiap munculnya teknologi informasi yang baru.

Hana menambahkan potensi teknologi THz semakin terbuka lebar, terutama dalam bidang telekomunikasi. Pada awal 2000-an, banyak penelitian dilakukan untuk mengeksplorasi penggunaan THz dalam komunikasi nirkabel (wireless communication), dengan tujuan memenuhi kebutuhan data yang semakin meningkat di masa depan.

Teknologi THz beroperasi pada pita frekuensi terahertz, yaitu antara 100 GHz hingga 10.000 GHz. Pita frekuensi ini terletak di antara pita frekuensi microwave dan inframerah (infrared), yang telah lebih dahulu dikenal dan digunakan.

"Oleh karena itu, THz sering disebut juga sebagai teknologi sub-inframerah atau inframerah jauh (far-infrared)," jelas Hana.

Hana menyebut, teknologi THz tidak hadir begitu saja. Perkembangannya telah melalui berbagai tahapan dan tantangan, dengan sejarah yang panjang dalam membentuk ekosistem yang tepat.

Hana menerangkan sejak awal abad ke-20, teknologi yang mendasari THz telah mulai berkembang. Pada pertengahan abad ke-20, THz telah digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk spektroskopi, pencitraan (imaging), dan astronomi. Meskipun demikian, riset THz menghadapi berbagai keterbatasan yang masih harus diatasi.

Sementara itu, Kepala Pusat Riset Elektronika BRIN Yusuf Nur Wijayanto menambahkan, teknologi THz merupakan solusi alternatif yang menyediakan kemampuan nirkabel dan pita lebar.

"Dengan kata lain, tingkat mobilitas tinggi pada aplikasi bidang telekomunikasi dan non kontak untuk bidang penginderaan sedang pita lebar dapat menyediakan kemampuan membawa data yang cepat dan memberikan peningkatan akurasi," jelas Yusuf.

Yusuf menerangkan, pengembangan dari semua sisi, baik dari perangkat maupun sistem THz akan menjadi fokus riset ke depannya, sehingga bisa mengaplikasikan teknologi ini di berbagai bidang.

2 dari 3 halaman

Kamera Terahertz Murah

Dilansir Kanal Tekno, Liputan6, radiasi Terahertz, yang panjang gelombangnya terletak di antara gelombang mikro dan gelombang cahaya tampak bagi mata, dapat menembus banyak bahan nonlogam dan mendeteksi tanda-tanda molekul tertentu.

Kualitas ini dapat bermanfaat untuk beragam aplikasi, termasuk pemindaian keamanan bandara, kontrol kualitas industri, pengamatan astrofisika, karakterisasi material yang tidak merusak, dan komunikasi nirkabel dengan pita lebar lebih tinggi daripada pita saat ini.

Namun, merancang perangkat untuk mendeteksi dan membuat gambar dari gelombang terahertz telah menjadi tantangan. Sebagian besar perangkat Terahertz yang ada saat ini juga mahal, lambat, besar, dan memerlukan sistem vakum dan suhu sangat rendah.

Pada 2022 lalu, para peneliti di MIT, University of Minnesota, dan Samsung telah mengembangkan jenis kamera baru yang dapat mendeteksi gelombang terahertz dengan cepat, dengan sensitivitas tinggi, dan pada suhu dan tekanan ruangan.

Terlebih lagi, kamera itu dapat secara bersamaan menangkap informasi tentang orientasi gelombang secara real-time. Kemampuan itu tidak ditemukan pada perangkat yang ada saat ini, yang berguna untuk mengkarakterisasi bahan yang memiliki molekul asimetris atau untuk menentukan topografi permukaan bahan.

Sistem di perangkat ini menggunakan partikel yang disebut titik kuantum, yang baru-baru ini ditemukan. Partikel itu dapat memancarkan cahaya tampak ketika dirangsang oleh gelombang terahertz.

Cahaya tampak kemudian dapat direkam oleh perangkat yang mirip dengan detektor kamera elektronik standar dan bahkan dapat dilihat dengan mata telanjang.

3 dari 3 halaman

Kolaborasi Belasan Peneliti

Mahasiswa doktoral di Massachusetts Institute of Technology (MIT) Jiaojian Shi, profesor kimia di MIT Keith Nelson, dan 12 peneliti lainnya menerbitkan temuan mereka dalam sebuah makalah di jurnal telaah sejawat bereputasi Nature Nanotechnology.

Tim peneliti ini menghasilkan dua perangkat berbeda yang dapat beroperasi pada suhu ruang. Satu perangkat menggunakan kemampuan quantum dot untuk mengubah pulsa Terahertz menjadi cahaya tampak. Dengan demikian, itu memungkinkan perangkat menghasilkan gambar material.

Sementara itu, satu perangkat lainnya mampu menghasilkan gambar yang menunjukkan keadaan polarisasi gelombang Terahertz.

Perlu diketahui, "kamera" baru ini terdiri dari beberapa lapisan, yang dibuat dengan teknik manufaktur standar seperti yang digunakan untuk microchip pada umumnya.

Mengubah Foton

Susunan garis paralel emas berskala nano, dipisahkan oleh celah sempit, terletak di atas substrat; di atasnya adalah lapisan bahan titik kuantum pemancar cahaya; dan diatasnya terdapat chip CMOS yang digunakan untuk membentuk sebuah gambar.

Detektor polarisasi, yang disebut polarimeter, menggunakan struktur serupa, tetapi dengan celah berbentuk cincin berskala nano, yang memungkinkannya mendeteksi polarisasi sinar yang masuk.

Nelson menjelaskan, foton radiasi terahertz memiliki energi yang sangat rendah, sehingga mereka sulit untuk dideteksi.

"Jadi, apa yang dilakukan perangkat ini adalah mengubah energi foton kecil menjadi sesuatu yang terlihat dan mudah dideteksi dengan kamera biasa," kata Nelson.

Dalam eksperimen tim, perangkat mampu mendeteksi pulsa terahertz pada tingkat intensitas rendah yang melampaui kemampuan sistem besar dan mahal saat ini.