De thuiswerker die zich - al dan niet noodgedwongen - onlangs nog in zijn of haar WiFi-netwerk heeft verdiept, weet dat de router signalen uitzendt op twee frequenties: 2,4 Gigahertz en 5 Gigahertz. Die laatste verbinding is sneller, maar reikt door de kortere radiogolven (zes centimeter in plaats van ruim twaalf) helaas ook minder ver - waardoor soms een extra WiFi-punt nodig is om het signaal te versterken.

Om iedereen binnen- en buitenshuis te voorzien van supersnel internet, om zelfrijdende auto’s met elkaar te laten communiceren, of voor draadloze bestandsoverdracht binnen datacenters, zijn ‘datarates’ van meerdere Gigabits per seconde nodig. Daarvoor zijn nog hogere frequenties vereist van tussen de 30 en 300 Gigahertz, overeenkomend met golflengtes van enkele millimeters.

Zweving

Dat brengt diverse uitdagingen met zich mee, vertelt promovendus Álvaro Morales Vicente. “Omdat korte golven minder ver dragen, is het nodig om de signalen heel gericht te sturen over korte afstand. Dat kan met meerdere antennes op een rij.” Daarnaast is het opwekken van dergelijke hoge radiofrequenties met traditionele elektronica sowieso al geen sinecure, benadrukt de Spanjaard. “Het voornaamste probleem is dat de bandbreedte van de modulatie die traditionele elektronica aankan, beperkt is; daardoor kun je de gewenste hoge bitrates niet halen.”

Een alternatief bestaat uit het gebruik van laserlicht om heel nauwkeurig de gewenste radiofrequenties op te wekken. De frequentie van laserlicht is veel hoger dan die van radiogolven, maar door twee laserbundels met een iets verschillende ‘kleur’ te combineren, ontstaat door interferentie een periodieke variatie in de lichtintensiteit, legt Morales Vicente uit. “Die verschilfrequentie kan met een lichtdetector worden omgezet naar een radiosignaal.” Dat fenomeen is te vergelijken met de hoorbare ‘zweving’ die ontstaat als je twee snaren van een net niet goed gestemde gitaar aanslaat.