Шинэ хэт өргөн зурвасын 997GHzцахилгаан оптик модулятор
Шинэ хэт өргөн зурвасын цахилгаан оптик модулятор нь 997 ГГц-ийн зурвасын өргөн рекорд тогтоосон
Саяхан Швейцарийн Цюрих хотын судалгааны баг 10 МГц-ээс 1.14 ТГц хүртэлх давтамжтайгаар ажилладаг хэт өргөн зурвасын цахилгаан оптик модуляторыг амжилттай бүтээж, 3 дБ зурвасын өргөнийг 997 ГГц-т тогтоосон нь одоогийн дээд амжилтаас хоёр дахин их байна. Энэхүү нээлт нь плазмын модуляторуудын оновчтой дизайнтай холбоотой бөгөөд ирээдүйн терагерцийн фотоник интеграл хэлхээнд (PICs) цоо шинэ орон зайг нээж өгчээ.
Одоогийн байдлаар утасгүй холбоо нь ихэвчлэн богино долгионы болон миллиметрийн долгион дээр тулгуурладаг боловч эдгээр давтамжийн зурвасын спектрийн нөөц нь ханасан байх хандлагатай байна. Хэдийгээр оптик холбоо нь өргөн зурвасын өргөнтэй боловч чөлөөт орон зайд утасгүй дамжуулахад шууд ашиглах боломжгүй юм. Тиймээс THz холболтыг утасгүй болон шилэн кабелийн сүлжээг холбосон "алтан гүүр" гэж үздэг бөгөөд 6G болон түүнээс дээш хурдтай холбооны системд тохиромжтой шийдэл юм. Асуудал нь одоо байгаа цахилгаан оптик модуляторуудын гүйцэтгэлд оршдог (жишээ ньLiNbO₃ модулятор, InGaAs ба цахиурт суурилсан материал) нь THz давтамжийн зурваст хангалттай биш юм. Дохио сулрах нь илт харагдаж байна. Ажлын зурвасын өргөн нь ердөө 14 ГГц, хамгийн их дамжуулагчийн давтамж нь ердөө 100 ГГц бөгөөд энэ нь THz холбооны стандартыг хангахаас хол байна. Энэхүү нийтлэлд судлаачид шинэ плазмад суурилсан модулятор бүтээж, 3 дБ зурвасын өргөнийг 997 ГГц хүртэл амжилттай нэмэгдүүлж, Зураг 1-д үзүүлсэн шиг одоогийн дээд амжилтаас хоёр дахин их байна. Энэхүү нээлт нь уламжлалт технологийн хязгаарлалтыг эвдэж зогсохгүй THz холбооны ирээдүйн хөгжлийн замыг өргөжүүлж байна!
Зураг 1 THz зурвасын өргөнтэй плазмын цахилгаан оптик модулятор
Энэхүү шинэ төрлийн модуляторын гол нээлт нь "плазмын эффект" хэмээх өндөр технологид оршдог. Металл нано бүтцийн гадаргуу дээр гэрэл тусах үед энэ нь материал дахь электронуудтай цуурайтдаг - электронууд гэрлийн нөлөөгөөр хамтдаа хэлбэлзэж, тусгай төрлийн долгион үүсгэдэг гэж төсөөлөөд үз дээ. Чухамхүү энэ хэлбэлзэл нь ийм боломжийг олгодогмодулятороптик дохиог маш өндөр үр ашигтайгаар удирдах. Туршилтын үр дүнгээс харахад модулятор нь тогтмол гүйдлийн (шууд гүйдэл) 1.14 THz-ийн мужид сайн модуляцын шинж чанартай бөгөөд 500 GHz-ээс 800 GHz давтамжийн зурваст тогтвортой өсөлттэй байгааг харуулж байна.
Модуляторын ажиллах механизмыг гүнзгий судлахын тулд судалгааны баг нарийвчилсан эквивалент хэлхээний загварыг бүтээж, симуляцийн аргаар модуляторын гүйцэтгэлд янз бүрийн бүтцийн параметрүүдийн нөлөөллийг шинжилэв. Туршилтын үр дүн нь онолын загвартай сайн тохирч байгаа нь модуляторын үр ашиг, тогтвортой байдлыг баталгаажуулж байна. Үүнээс гадна судлаачид сайжруулах төлөвлөгөөг санал болгов. Оновчтой дизайн хийснээр энэ модуляторын ажиллах давтамж ирээдүйд 1THz-ээс хэтэрч, бүр 2THz-ээс дээш байх болно!
Энэхүү судалгаа нь сийвэнгийн асар их боломжийг харуулж байнацахилгаан оптик модуляторуудTHz харилцаа холбоо ба фотоник нэгдсэн хэлхээнд (PICs). Хэт өргөн зурвасын, өндөр үр ашигтай, нэгдмэл байх шинж чанартай энэхүү төхөөрөмж нь THz дохионы модуляцын цоо шинэ шийдлийг санал болгож байна. Ирээдүйд төхөөрөмжийн дизайн, үйлдвэрлэлийн процессыг илүү оновчтой болгосноор плазмын модуляторуудын ажиллах давтамж 2 THz-ээс давж, мэдээллийн өндөр хурдтай, илүү өргөн хүрээг хамарна. THz эрин үе бий болсон нь өгөгдөл дамжуулах хурдыг нэмэгдүүлж, илүү нарийвчлалтай мэдрэх чадварыг илэрхийлээд зогсохгүй утасгүй холбоо, оптик тооцоолол, ухаалаг илрүүлэлт зэрэг олон салбарыг гүнзгий нэгтгэх болно. Плазмын цахилгаан оптик модуляторуудын нээлт нь THz технологийг хөгжүүлэх гол алхам болж, ирээдүйн мэдээллийн нийгмийг өндөр хурдтай холбох үндэс суурь болж магадгүй юм.
Шуудангийн цаг: 2025-06-09