Жаңы ультра кең тилкелүү 997 ГГцэлектро-оптикалык модулятор
Жаңы ультра кең тилкелүү электро-оптикалык модулятор 997 ГГц өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн рекордун койду
Жакында эле Швейцариянын Цюрих шаарындагы изилдөө тобу 10 МГцден 1,14 ТГцке чейинки жыштыктарда иштеген ультра кең тилкелүү электро-оптикалык модуляторду ийгиликтүү иштеп чыгып, 997 ГГц жыштыгында 3 дБ өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн рекордун койду, бул азыркы рекорддон эки эсе көп. Бул жетишкендик плазмалык модуляторлордун оптималдаштырылган дизайны менен байланыштуу, бул келечектеги терагерцтик фотондук интегралдык микросхемалар (PIC) үчүн жаңы мейкиндикти ачып берди.
Учурда зымсыз байланыш негизинен микротолкундарга жана миллиметрдик толкундарга таянат, бирок бул жыштык тилкелеринин спектрдик ресурстары каныккан бойдон калууда. Оптикалык байланыш чоң өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө ээ болгону менен, аны бош мейкиндикте зымсыз берүү үчүн түздөн-түз колдонууга болбойт. Ошондуктан, THz байланышы зымсыз жана була-оптикалык тармактарды бириктирген "алтын көпүрө" катары каралат жана 6G жана андан жогорку ылдамдыктагы байланыш системалары үчүн идеалдуу чечимди камсыз кылат. Көйгөй учурдагы электро-оптикалык модуляторлордун (мисалы,LiNbO₃ модулятору, InGaAs жана кремний негизиндеги материалдардын) THz жыштык тилкесиндеги таасири жетиштүү эмес. Сигналдын басаңдашы айдан ачык. Жумушчу өткөрүү жөндөмдүүлүгү болгону 14 ГГц, ал эми алып жүрүүчүнүн максималдуу жыштыгы болгону 100 ГГц, бул THz байланышы үчүн талап кылынган стандарттарга жооп бербейт. Бул макалада изилдөөчүлөр плазма негизиндеги жаңы модуляторду иштеп чыгышты, алар 3 дБ өткөрүү жөндөмдүүлүгүн 997 ГГцге чейин ийгиликтүү көбөйтүштү, бул 1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, учурдагы рекорддон эки эсе көп. Бул жетишкендик салттуу технологиялардын чектөөлөрүн гана жок кылбастан, THz байланышынын келечектеги өнүгүү жолун кеңейтет!
1-сүрөт. THz өткөрүү жөндөмдүүлүгү бар плазмалык электро-оптикалык модулятор.
Бул жаңы типтеги модулятордун негизги жетишкендиги "плазма эффектиси" деп аталган жогорку технологияда жатат. Металл наноструктурасынын бетине жарык тийгенде, ал материалдагы электрондор менен резонанс жаратат деп элестетип көрүңүз – электрондор жарыктын таасири астында чогуу термелип, өзгөчө толкун пайда болот. Дал ушул флуктуация...модулятороптикалык сигналдарды өтө жогорку натыйжалуулук менен башкаруу үчүн. Эксперименталдык жыйынтыктар модулятор туруктуу токтун (түз ток) 1,14 ТГц чейинки диапазонунда жакшы модуляциялык мүнөздөмөлөрдү көрсөтөрүн жана 500 ГГцтен 800 ГГцке чейинки жыштык тилкесинде туруктуу күчөтүүгө ээ экенин көрсөтүп турат.
Модулятордун иштөө механизмин терең изилдөө үчүн изилдөө тобу деталдуу эквиваленттүү схеманын моделин түзүп, ар кандай структуралык параметрлердин модулятордун иштешине тийгизген таасирин симуляция аркылуу талдап чыгышты. Эксперименталдык жыйынтыктар теориялык модель менен жакшы дал келет, бул модулятордун натыйжалуулугун жана туруктуулугун дагы бир жолу тастыктайт. Мындан тышкары, изилдөөчүлөр өркүндөтүү планын сунушташты. Оптималдаштырылган долбоорлоо аркылуу бул модулятордун иштөө жыштыгы келечекте 1ТГцден ашып, ал тургай 2ТГцтен ашып кетиши мүмкүн деп күтүлүүдө!
Бул изилдөө плазманын чоң потенциалын көрсөтөтэлектро-оптикалык модуляторлорTHz байланышында жана фотондук интегралдык микросхемаларда (PIC) колдонулат. Бул түзмөк өтө кең тилкелүү, жогорку натыйжалуулук жана интеграциялоо мүнөздөмөлөрү менен THz сигнал модуляциясы үчүн жаңы чечимди сунуштайт. Келечекте, түзмөктөрдү долбоорлоо жана өндүрүү процесстерин андан ары оптималдаштыруу менен, плазмалык модуляторлордун иштөө жыштыгы 2 THzден ашып, жогорку маалымат ылдамдыгына жана кеңири спектрдик камтууга жетишет деп күтүлүүдө. THz доорунун келиши маалыматтарды тезирээк берүүнү жана так сезүү мүмкүнчүлүктөрүн гана билдирбестен, зымсыз байланыш, оптикалык эсептөө жана акылдуу аныктоо сыяктуу бир нече тармактардын терең интеграциясына өбөлгө түзөт. Плазмалык электро-оптикалык модуляторлордун жетишкендиги THz технологиясын өнүктүрүүдөгү негизги кадам болуп калышы мүмкүн, бул келечектеги маалымат коомунун жогорку ылдамдыктагы өз ара байланышы үчүн негиз түзөт.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 9-июну