Басомади нави ултра васеъбасомади 997GHzмодулятори электрооптикӣ
Модулятори нави ултра васеъбасомади электрооптикӣ рекорди паҳнои бандро дар 997 ГГц гузошт
Ба наздикӣ, як гурӯҳи тадқиқотӣ дар Сюрих, Швейтсария, як модулятори электрооптикии ултравасеъбандро бомуваффақият таҳия кард, ки дар басомадҳои аз 10 МГц то 1.14 ТГц кор мекунад ва рекорди паҳнои бандро дар 997 ГГц 3 дБ муқаррар кард, ки ду баробар аз рекорди кунунӣ зиёдтар аст. Ин пешрафт ба тарҳи беҳтаршудаи модуляторҳои плазма нисбат дода мешавад, ки фазои комилан наверо барои схемаҳои интегралии фотонии терагерц (PIC)-и оянда боз мекунад.
Дар айни замон, алоқаи бесим асосан ба микроволновкаҳо ва мавҷҳои миллиметрӣ такя мекунад, аммо захираҳои спектри ин бандҳои басомадҳо майл ба сершавӣ доранд. Гарчанде ки алоқаи оптикӣ паҳнои банди калон дорад, онро мустақиман барои интиқоли бесим дар фазои холӣ истифода бурдан мумкин нест. Аз ин рӯ, алоқаи THz ҳамчун "пули тиллоӣ" ҳисобида мешавад, ки шабакаҳои бесим ва нахи оптикиро мепайвандад ва роҳи ҳалли беҳтаринро барои системаҳои алоқаи 6G ва баландсуръат таъмин мекунад. Мушкилот дар он аст, ки кори модуляторҳои мавҷудаи электрооптикӣ (масалан,Модулятори LiNbO₃, InGaAs ва маводҳои дар асоси кремний) дар банди басомади THz кофӣ нест. Коҳиши сигнал аён аст. Паҳнои банди корӣ танҳо тақрибан 14 ГГц ва басомади максималии интиқолдиҳанда танҳо 100 ГГц аст, ки аз ҷавобгӯи стандартҳои зарурӣ барои муоширати THz хеле дур аст. Дар ин мақола, муҳаққиқон модулятори нави плазмаро таҳия карданд, ки бомуваффақият паҳнои банди 3 дБ-ро то 997 ГГц афзоиш доданд, ки ду баробар аз рекорди кунунӣ аст, тавре ки дар расми 1 нишон дода шудааст. Ин пешрафт на танҳо маҳдудиятҳои технологияҳои анъанавиро мешиканад, балки роҳи рушди ояндаи муоширати THz-ро низ васеъ мекунад!
Расми 1 Модулятори электрооптикии плазма бо паҳнои банди THz
Нуқтаи асосии ин навъи нави модулятор дар технологияи баланд бо номи "эффекти плазма" аст. Тасаввур кунед, ки вақте нур ба сатҳи наносохтори металлӣ медурахшад, он бо электронҳои мавод резонанс мекунад - электронҳо якҷоя бо таъсири нур ларзиш мекунанд ва як навъи махсуси мавҷро ташкил медиҳанд. Маҳз ҳамин ноустуворӣ имкон медиҳад, кимодуляторбарои коркарди сигналҳои оптикӣ бо самаранокии бениҳоят баланд. Натиҷаҳои таҷрибавӣ нишон медиҳанд, ки модулятор хусусиятҳои хуби модулятсияро дар диапазони DC (ҷараёни мустақим) то 1.14 THz нишон медиҳад ва дар диапазони басомадҳои аз 500 ГГц то 800 ГГц афзоиши устувор дорад.
Барои омӯзиши амиқи механизми кори модулятор, гурӯҳи тадқиқотӣ модели муфассали схемаи эквивалентиро сохта, таъсири параметрҳои гуногуни сохториро ба кори модулятор тавассути симулятсия таҳлил карданд. Натиҷаҳои таҷрибавӣ бо модели назариявӣ мувофиқати хуб доранд ва самаранокӣ ва устувории модуляторро минбаъд тасдиқ мекунанд. Илова бар ин, муҳаққиқон нақшаи такмилдиҳиро пешниҳод кардаанд. Интизор меравад, ки тавассути тарҳи оптимизатсияшуда, басомади кори ин модулятор дар оянда метавонад аз 1THz зиёд шавад ва ҳатто ба 2THz расад!
Ин таҳқиқот потенсиали бузурги плазмаро нишон медиҳад.модуляторҳои электрооптикӣдар алоқаи THz ва схемаҳои интегралии фотонӣ (PIC). Ин дастгоҳ бо хусусиятҳои ултра васеъбасомад, самаранокии баланд ва ҳамгироӣ, як роҳи ҳалли навро барои модулятсияи сигнали THz пешниҳод мекунад. Дар оянда, бо беҳсозии минбаъдаи тарроҳӣ ва равандҳои истеҳсолӣ, интизор меравад, ки басомади кори модуляторҳои плазма аз 2 THz зиёд шавад ва ба суръати баландтари додаҳо ва фарогирии васеътари спектр ноил гардад. Пайдоиши даврони THz на танҳо маънои интиқоли босуръати додаҳо ва имконоти дақиқтари ҳассосиятро дорад, балки инчунин ҳамгироии амиқи соҳаҳои гуногунро ба монанди алоқаи бесим, ҳисоббарории оптикӣ ва ошкоркунии интеллектуалӣ мусоидат мекунад. Пешрафти модуляторҳои электрооптикии плазма метавонад қадами калидӣ дар рушди технологияи THz гардад ва заминаро барои пайвастагии босуръати ҷомеаи иттилоотии оянда фароҳам оварад.
Вақти нашр: 09 июни соли 2025