Yangi ultra keng polosali 997GHzelektro-optik modulyator
Yangi ultra keng polosali elektro-optik modulyator 997 gigagertsli o'tkazish qobiliyati rekordini o'rnatdi
Yaqinda Shveytsariyaning Tsyurix shahridagi tadqiqot guruhi 10 MGts dan 1,14 THz gacha bo'lgan chastotalarda ishlaydigan ultra keng polosali elektro-optik modulyatorni muvaffaqiyatli ishlab chiqdi va 997 gigagertsli chastotada 3 dB o'tkazish qobiliyati rekordini o'rnatdi, bu hozirgi rekorddan ikki baravar ko'p. Ushbu yutuq plazma modulyatorlarining optimallashtirilgan dizayni bilan bog'liq bo'lib, kelajakdagi terahers fotonik integral mikrosxemalar (PIC) uchun mutlaqo yangi maydon ochadi.
Hozirgi vaqtda simsiz aloqa asosan mikroto'lqinlar va millimetr to'lqinlariga tayanadi, ammo bu chastota diapazonlarining spektr resurslari to'yingan bo'lishga moyil. Optik aloqa katta o'tkazish qobiliyatiga ega bo'lsa-da, uni bo'sh joyda simsiz uzatish uchun to'g'ridan-to'g'ri ishlatib bo'lmaydi. Shuning uchun THz aloqasi simsiz va optik tolali tarmoqlarni bog'laydigan "oltin ko'prik" sifatida qaraladi va 6G va undan yuqori tezlikdagi aloqa tizimlari uchun ideal yechimni taqdim etadi. Muammo shundaki, mavjud elektro-optik modulyatorlarning (masalan,LiNbO₃ modulyatori, InGaAs va kremniy asosidagi materiallar) THz chastota diapazonida yetarli emas. Signalning susayishi aniq. Ishchi o'tkazish qobiliyati atigi 14 gigagertsni va maksimal tashuvchi chastotasi atigi 100 gigagertsni tashkil etadi, bu THz aloqasi uchun talab qilinadigan standartlarga javob bermaydi. Ushbu maqolada tadqiqotchilar 1-rasmda ko'rsatilganidek, 3 dB o'tkazish qobiliyatini 997 gigagertsgacha muvaffaqiyatli oshirib, yangi plazma asosidagi modulyatorni ishlab chiqdilar, bu hozirgi rekorddan ikki baravar ko'p. Bu yutuq nafaqat an'anaviy texnologiyalarning cheklovlarini buzadi, balki THz aloqasining kelajakdagi rivojlanishi yo'lini ham kengaytiradi!
1-rasm THz o'tkazish qobiliyatiga ega plazma elektro-optik modulyatori
Ushbu yangi turdagi modulyatorning asosiy yutug'i "plazma effekti" deb ataladigan yuqori texnologiyada yotadi. Tasavvur qiling-a, metall nanostruktura yuzasiga yorug'lik tushganda, u materialdagi elektronlar bilan rezonanslashadi - elektronlar yorug'lik ta'sirida birgalikda tebranib, maxsus to'lqin hosil qiladi. Aynan shu tebranish...modulyatoroptik signallarni juda yuqori samaradorlik bilan boshqarish uchun. Tajriba natijalari shuni ko'rsatadiki, modulyator doimiy tok (to'g'ridan-to'g'ri tok) dan 1,14 THz gacha bo'lgan diapazonda yaxshi modulyatsiya xususiyatlarini namoyish etadi va 500 GHz dan 800 GHz gacha bo'lgan chastota diapazonida barqaror kuchaytirishga ega.
Modulyatorning ish mexanizmini chuqur o'rganish uchun tadqiqot guruhi batafsil ekvivalent sxema modelini yaratdi va simulyatsiya orqali turli strukturaviy parametrlarning modulyatorning ishlashiga ta'sirini tahlil qildi. Tajriba natijalari nazariy model bilan yaxshi mos keladi, bu modulyatorning samaradorligi va barqarorligini yanada tasdiqlaydi. Bundan tashqari, tadqiqotchilar takomillashtirish rejasini taklif qilishdi. Optimallashtirilgan dizayn orqali kelajakda ushbu modulyatorning ish chastotasi 1THz dan oshishi va hatto 2THz dan oshishi kutilmoqda!
Ushbu tadqiqot plazmaning katta salohiyatini namoyish etadielektro-optik modulyatorlarTHz aloqasi va fotonik integral mikrosxemalar (PIC) da. Ushbu qurilma ultra keng polosali, yuqori samaradorlik va integratsiya xususiyatlariga ega bo'lib, THz signal modulyatsiyasi uchun mutlaqo yangi yechimni taqdim etadi. Kelajakda qurilmalarni loyihalash va ishlab chiqarish jarayonlarini yanada optimallashtirish bilan plazma modulyatorlarining ish chastotasi 2 THz dan oshishi kutilmoqda, bu esa yuqori ma'lumotlar uzatish tezligi va kengroq spektr qamroviga erishishga imkon beradi. THz davrining kelishi nafaqat tezroq ma'lumotlar uzatish va aniqroq sezish imkoniyatlarini anglatadi, balki simsiz aloqa, optik hisoblash va aqlli aniqlash kabi bir nechta sohalarning chuqur integratsiyasini ham rag'batlantiradi. Plazma elektro-optik modulyatorlarining yutug'i THz texnologiyasini rivojlantirishda muhim qadam bo'lishi mumkin, bu kelajakdagi axborot jamiyatining yuqori tezlikdagi o'zaro bog'liqligi uchun poydevor yaratadi.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 9-iyun