Жаңы ультра кең тилкелүү 997 ГГц электро-оптикалык модулятор

Жаңы ультра кең тилкелүү 997 ГГцэлектр-оптикалык модулятор

Жаңы ультра кең тилкелүү электро-оптикалык модулятор 997 ГГц өткөрүү жөндөмдүүлүгүн рекорд койду

Жакында Цюрихте (Швейцария) изилдөө тобу 10 МГцден 1,14 ТГцге чейинки жыштыктарда иштеген ультра кең тилкелүү электрооптикалык модуляторду ийгиликтүү иштеп чыкты, бул 997 ГГц 3 дБ өткөрүү жөндөмдүүлүгү боюнча рекорд койду, бул азыркы рекорддон эки эсе көп. Бул жетишкендик келечектеги терагерц фотоникалык интегралдык микросхемалары (PICs) үчүн жаңы мейкиндикти ачып, плазма модуляторлорунун оптималдаштырылган дизайны менен байланыштуу.

Азыркы учурда зымсыз байланыш негизинен микротолкундарга жана миллиметрдик толкундарга таянат, бирок бул жыштык тилкелеринин спектр ресурстары каныккан. Оптикалык байланыш чоң өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө ээ болсо да, аны бош мейкиндикте зымсыз берүү үчүн түздөн-түз колдонууга болбойт. Ошондуктан, THz байланышы 6G жана андан жогорку ылдамдыктагы байланыш системалары үчүн идеалдуу чечимди камсыз кылган зымсыз жана була-оптикалык тармактарды бириктирүүчү “алтын көпүрө” катары каралат. Маселе иштеп жаткан электро-оптикалык модуляторлордун (мисалыLiNbO₃ модулятору, InGaAs жана кремний негизиндеги материалдар) THz жыштык тилкесинде жетиштүү эмес. Сигналдын начарлашы айкын көрүнүп турат. Жумуш өткөрүү жөндөмдүүлүгү болгону 14 ГГц жана максималдуу алып жүрүүчү жыштыгы болгону 100 ГГц, бул THz байланышы үчүн талап кылынган стандарттарга жооп бербейт. Бул макалада изилдөөчүлөр 3 дБ өткөрүү жөндөмдүүлүгүн 997 ГГц чейин ийгиликтүү жогорулаткан плазманын негизинде жаңы модуляторду иштеп чыгышты, бул 1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, азыркы рекорддон эки эсе көп. Бул ачылыш салттуу технологиялардын чектөөлөрүн бузуп гана койбостон, THz байланышынын келечектеги өнүгүү жолун кеңейтет!

1-сүрөт THz өткөрүү жөндөмдүүлүгү менен плазмалык электр-оптикалык модулятор

Модулятордун бул жаңы түрүнүн негизги ачылышы "плазма эффектиси" деп аталган жогорку технологияда жатат. Элестеткиле, жарык металлдын наноструктурасынын бетине жарык чачканда, ал материалдагы электрондор менен резонанс жаратат - электрондор жарык менен бирге термелет жана өзгөчө толкунду пайда кылат. Дал ушул өзгөрүү мүмкүнчүлүк беретмодуляторөтө жогорку натыйжалуулук менен оптикалык сигналдарды манипуляциялоо. Эксперименттик натыйжалар модулятор туруктуу токтун (түз токтун) 1,14 ТГц диапазонунда жакшы модуляциялык мүнөздөмөлөрдү көрсөтөөрүн жана 500 ГГцден 800 ГГцге чейинки жыштык тилкесинде туруктуу өсүшкө ээ экенин көрсөтүп турат.

Модулятордун иштөө механизмин терең изилдөө үчүн изилдөө тобу деталдуу эквиваленттүү схема моделин түзүштү жана симуляция аркылуу модулятордун иштешине түрдүү структуралык параметрлердин таасирин талдады. Эксперименттик жыйынтыктар модулятордун эффективдүүлүгүн жана туруктуулугун андан ары текшерип, теориялык моделге жакшы дал келет. Мындан тышкары, изилдөөчүлөр жакшыртуу планын сунушташты. Оптимизацияланган дизайн аркылуу бул модулятордун иштөө жыштыгы келечекте 1THzтен ашат, ал тургай 2THzтен ашат деп күтүлүүдө!

Бул изилдөө плазманын зор мүмкүнчүлүктөрүн көрсөтүп туратэлектро-оптикалык модуляторлорTHz байланышта жана фотоникалык интегралдык схемаларда (PICs). Бул аппарат ультра кең тилкелүү, жогорку эффективдүү жана интегралдык мүнөздөмөлөрү менен THz сигнал модуляциясы үчүн жаңы чечимди камсыз кылат. Келечекте, аппараттын дизайнын жана өндүрүш процесстерин андан ары оптималдаштыруу менен плазма модуляторлорунун иштөө жыштыгы 2 ТГц ашуусу күтүлүүдө, бул маалымат жогорку ылдамдыкка жана кеңири спектрди камтууга жетишет. THz доорунун пайда болушу маалыматтарды тезирээк берүү 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 ачылышы келечектеги маалыматтык коомдун жогорку ылдамдыктагы өз ара байланышына негиз түзүп, THz технологиясын өнүктүрүүнүн негизги кадамы болуп калышы мүмкүн.