Жаңа ультра кең жолақты 997 ГГцэлектрооптикалық модулятор
Жаңа ультра кең жолақты электрооптикалық модулятор 997 ГГц өткізу қабілеттілігінің рекордын орнатты
Жақында Швейцарияның Цюрих қаласындағы зерттеу тобы 10 МГц-тен 1,14 ТГц-ке дейінгі жиіліктерде жұмыс істейтін ультра кең жолақты электро-оптикалық модуляторды сәтті жасап шығарды, бұл 997 ГГц жиілікте 3 дБ өткізу қабілеттілігі рекордын орнатты, бұл қазіргі рекордтан екі есе көп. Бұл жетістік плазмалық модуляторлардың оңтайландырылған дизайнымен байланысты, бұл болашақ терагерцті фотондық интегралды схемалар (PIC) үшін мүлдем жаңа кеңістік ашады.
Қазіргі уақытта сымсыз байланыс негізінен микротолқындар мен миллиметрлік толқындарға негізделген, бірақ бұл жиілік диапазондарының спектрлік ресурстары қаныққан болып келеді. 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 одан жоғары жылдамдықты байланыс жүйелері үшін тамаша шешім ұсынады. Мәселе қолданыстағы электрооптикалық модуляторлардың (мысалы,LiNbO₃ модуляторы, InGaAs және кремний негізіндегі материалдар) THz жиілік диапазонындағы жеткілікті емес. Сигналдың әлсіреуі айқын. Жұмыс өткізу қабілеттілігі шамамен 14 ГГц, ал тасымалдаушының максималды жиілігі тек 100 ГГц, бұл THz байланысы үшін қажетті стандарттарға сәйкес келмейді. Бұл мақалада зерттеушілер плазмалық негіздегі жаңа модуляторды жасап шығарды, 1-суретте көрсетілгендей, 3 дБ өткізу қабілеттілігін 997 ГГц-ке дейін сәтті арттырды, бұл қазіргі рекордтан екі есе көп. Бұл жетістік дәстүрлі технологиялардың шектеулерін бұзып қана қоймай, сонымен қатар THz байланысының болашақтағы даму жолын кеңейтеді!
1-сурет THz өткізу қабілеттілігі бар плазмалық электрооптикалық модулятор
Бұл жаңа модулятор түрінің негізгі жетістігі «плазмалық эффект» деп аталатын жоғары технологияда жатыр. Металл наноқұрылымының бетіне жарық түскенде, ол материалдағы электрондармен резонансқа түседі деп елестетіп көріңізші – электрондар жарықтың әсерінен бірге тербеліп, ерекше толқын түрін түзеді. Дәл осы ауытқу мүмкіндік береді...модулятороптикалық сигналдарды өте жоғары тиімділікпен басқаруға арналған. Тәжірибелік нәтижелер модулятордың тұрақты токтан (тұрақты ток) 1,14 ТГц дейінгі диапазонда жақсы модуляциялық сипаттамаларды 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 моделін құрды және модельдеу арқылы модулятордың жұмысына әртүрлі құрылымдық параметрлердің әсерін талдады. Тәжірибелік нәтижелер теориялық модельмен жақсы сәйкес келеді, бұл модулятордың тиімділігі мен тұрақтылығын одан әрі растайды. Сонымен қатар, зерттеушілер жетілдіру жоспарын ұсынды. Оңтайландырылған дизайн арқылы болашақта бұл модулятордың жұмыс жиілігі 1 ТГц-тен асып кетуі мүмкін, тіпті 2 ТГц-тен асып кетуі мүмкін деп күтілуде!
Бұл зерттеу плазманың үлкен әлеуетін көрсетедіэлектрооптикалық модуляторларTHz байланысында және фотондық интегралдық микросхемаларда (PIC) қолданылады. Бұл құрылғы, ультра кең жолақты, жоғары тиімділік және интеграцияланымдылық сипаттамаларымен, THz сигнал модуляциясы үшін мүлдем жаңа шешім ұсынады. Болашақта құрылғыларды жобалау мен өндіру процестерін одан әрі оңтайландыру арқылы плазмалық модуляторлардың жұмыс жиілігі 2 THz-тен асып, жоғары деректер жылдамдығына және кең спектрді қамтуға қол жеткізуге болады деп күтілуде. THz дәуірінің келуі деректерді жылдам беруді және дәлірек сезу мүмкіндіктерін ғана емес, сонымен қатар сымсыз байланыс, оптикалық есептеу және интеллектуалды анықтау сияқты бірнеше саланың терең интеграциясын дамытады. Плазмалық электро-оптикалық модуляторлардың серпілісі THz технологиясын дамытудағы негізгі қадам болуы мүмкін, бұл болашақ ақпараттық қоғамның жоғары жылдамдықты өзара байланысының негізін қалайды.
Жарияланған уақыты: 09.06.2025