Жаңа ультра кең жолақты 997 ГГцэлектрооптикалық модулятор
Жаңа ультра кең жолақты электро-оптикалық модулятор 997 ГГц өткізу қабілеттілігі бойынша рекорд орнатты
Жақында Цюрихте (Швейцария) зерттеу тобы 10 МГц-тен 1,14 ТГц-ке дейінгі жиіліктерде жұмыс істейтін ультра кең жолақты электрооптикалық модуляторды сәтті жасап шығарды, ол 997 ГГц-те өткізу қабілеттілігі 3 дБ рекордын орнатты, бұл қазіргі рекордтан екі есе көп. Бұл серпіліс плазмалық модуляторлардың оңтайландырылған дизайнымен байланысты, болашақ терагерц фотонды интегралдық схемалары (PICs) үшін жаңа кеңістікті ашады.
Қазіргі уақытта сымсыз байланыс негізінен микротолқындар мен миллиметрлік толқындарға сүйенеді, бірақ бұл жиілік диапазондарының спектр ресурстары қаныққан. Оптикалық байланыстың өткізу қабілеті үлкен болғанымен, оны бос кеңістікте сымсыз тарату үшін тікелей пайдалану мүмкін емес. Сондықтан THz байланысы сымсыз және талшықты-оптикалық желілерді байланыстыратын «алтын көпір» ретінде қарастырылады, бұл 6G және жоғары жылдамдықты байланыс жүйелері үшін тамаша шешімді қамтамасыз етеді. Мәселе қолданыстағы электро-оптикалық модуляторлардың өнімділігінде (мысалыLiNbO₃ модуляторы, InGaAs және кремний негізіндегі материалдар) THz жиілік диапазонында жеткілікті емес. Сигналдың әлсіреуі анық. Жұмыс өткізу қабілеттілігі шамамен 14 ГГц, ал тасымалдаушының максималды жиілігі тек 100 ГГц құрайды, бұл THz байланысы үшін қажетті стандарттарға сәйкес келмейді. Бұл мақалада зерттеушілер 3 дБ өткізу қабілеттілігін 997 ГГц-ке дейін сәтті арттыратын жаңа плазмалық модуляторды әзірледі, бұл 1-суретте көрсетілгендей қазіргі рекордтан екі есе. Бұл серпіліс дәстүрлі технологиялардың шектеулерін бұзып қана қоймайды, сонымен қатар THz байланысының болашақтағы даму жолын кеңейтеді!
Сурет 1 ТГц өткізу қабілеті бар плазмалық электрооптикалық модулятор
Модулятордың осы жаңа түрінің негізгі жетістігі «плазмалық эффект» деп аталатын жоғары технологияда жатыр. Металл наноқұрылымның бетіне жарық түскенде, ол материалдағы электрондармен резонанс тудыратынын елестетіп көріңіз - электрондар жарықпен бірге тербеліп, толқынның ерекше түрін құрайды. Дәл осы ауытқу мүмкіндік бередімодуляторөте жоғары тиімділікпен оптикалық сигналдарды манипуляциялау. Тәжірибелік нәтижелер модулятор тұрақты ток (тұрақты ток) 1,14 ТГц диапазонында жақсы модуляция сипаттамаларын көрсететінін және 500 ГГц-тен 800 ГГц-ке дейінгі жиілік диапазонында тұрақты күшейтуге ие екенін көрсетеді.
Модулятордың жұмыс механизмін терең зерттеу үшін зерттеу тобы егжей-тегжейлі эквивалентті схема үлгісін құрастырды және модельдеу арқылы модулятордың өнімділігіне әртүрлі құрылымдық параметрлердің әсерін талдады. Тәжірибе нәтижелері модулятордың тиімділігі мен тұрақтылығын одан әрі тексере отырып, теориялық модельмен жақсы сәйкес келеді. Сонымен қатар, зерттеушілер жақсарту жоспарын ұсынды. Оңтайландырылған дизайн арқылы бұл модулятордың жұмыс жиілігі болашақта 1Гц-тен асуы мүмкін, тіпті 2Гц-тен асады деп күтілуде!
Бұл зерттеу плазманың үлкен әлеуетін көрсетедіэлектрооптикалық модуляторларTHz байланысында және фотонды интегралды схемаларда (PIC). Бұл құрылғы ультра кең жолақты, жоғары тиімділік және интеграциялану сипаттамалары бар THz сигнал модуляциясының жаңа шешімін ұсынады. Болашақта құрылғының дизайны мен өндіріс процестерін одан әрі оңтайландыру арқылы плазмалық модуляторлардың жұмыс жиілігі 2 ТГц-тен асады деп күтілуде, бұл деректердің жоғары жылдамдығына және кең ауқымды қамтуға қол жеткізеді. THz дәуірінің пайда болуы деректерді жылдамырақ жіберуді және дәлірек сезу мүмкіндіктерін ғана емес, сонымен қатар сымсыз байланыс, оптикалық есептеулер және интеллектуалды анықтау сияқты көптеген өрістердің терең интеграциясына ықпал етеді. Плазмалық электро-оптикалық модуляторлардың серпінділігі болашақ ақпараттық қоғамның жоғары жылдамдықтағы өзара байланысының негізін қамтамасыз ететін THz технологиясының дамуына жетекші қадам болуы мүмкін.
Жіберу уақыты: 09 маусым 2025 ж