Шинэ хэт өргөн зурвасын 997GHzэлектро-оптик модулятор
Шинэ хэт өргөн зурвасын электро-оптик модулятор нь 997GHz зурвасын өргөний дээд амжилтыг тогтоолоо
Саяхан Швейцарийн Цюрих хотын судалгааны баг 10 МГц-ээс 1.14 ТГц хүртэлх давтамжтай ажилладаг хэт өргөн зурвасын электро-оптик модуляторыг амжилттай боловсруулж, одоогийн дээд амжилтаас хоёр дахин их буюу 997 ГГц-т 3 дБ зурвасын өргөний дээд амжилтыг тогтоожээ. Энэхүү нээлт нь плазмын модуляторын оновчтой дизайнтай холбоотой бөгөөд ирээдүйн терагерц фотоны интеграл хэлхээ (PIC)-д цоо шинэ орон зайг нээж өгч байна.
Одоогийн байдлаар утасгүй холбоо нь голчлон богино долгион болон миллиметрийн долгион дээр суурилдаг боловч эдгээр давтамжийн зурвасын спектрийн нөөц ханалттай байх хандлагатай байна. Оптик холбоо нь өргөн зурвасын өргөнтэй боловч чөлөөт орон зайд утасгүй дамжуулалтад шууд ашиглах боломжгүй. Тиймээс THz холбоог утасгүй болон шилэн кабелийн сүлжээг холбосон "алтан гүүр" гэж үздэг бөгөөд 6G болон түүнээс дээш хурдтай холбооны системд тохиромжтой шийдлийг олгодог. Асуудал нь одоо байгаа электро-оптик модуляторуудын (жишээлбэл,LiNbO₃ модулятор, InGaAs болон цахиур дээр суурилсан материалууд) THz давтамжийн зурваст хангалттай биш байна. Дохионы сулрал нь илэрхий байна. Ажлын зурвасын өргөн нь ердөө 14 GHz орчим бөгөөд зөөгч давтамжийн дээд хэмжээ нь ердөө 100 GHz бөгөөд энэ нь THz холбоонд шаардлагатай стандартыг хангахаас хол байна. Энэ нийтлэлд судлаачид плазм дээр суурилсан шинэ модулятор боловсруулж, 3 дБ зурвасын өргөнийг 997 GHz болгон амжилттай нэмэгдүүлсэн нь Зураг 1-т үзүүлсэн шиг одоогийн дээд амжилтаас хоёр дахин их байна. Энэхүү нээлт нь уламжлалт технологийн хязгаарлалтыг эвдээд зогсохгүй THz холбооны ирээдүйн хөгжлийн замыг өргөжүүлж байна!
Зураг 1 THz зурвасын өргөнтэй плазмын электро-оптик модулятор
Энэхүү шинэ төрлийн модуляторын гол нээлт нь "плазмын эффект" гэж нэрлэгддэг өндөр технологид оршдог. Металл нано бүтцийн гадаргуу дээр гэрэл тусах үед энэ нь материалын электронуудтай резонанс үүсгэдэг гэж төсөөлөөд үз дээ - электронууд гэрлийн нөлөөгөөр хамтдаа хэлбэлзэж, тусгай төрлийн долгион үүсгэдэг. Чухам энэ хэлбэлзэл нь ... боломжийг олгодог.модулятороптик дохиог маш өндөр үр ашигтайгаар удирдах. Туршилтын үр дүнгээс харахад модулятор нь DC (шууд гүйдэл)-ээс 1.14 THz хүртэлх хүрээнд сайн модуляцийн шинж чанартай бөгөөд 500 GHz-ээс 800 GHz хүртэлх давтамжийн зурваст тогтвортой өсгөлттэй байна.
Модуляторын ажиллах механизмыг гүнзгий судлахын тулд судалгааны баг нарийвчилсан эквивалент хэлхээний загварыг бүтээж, симуляцийн тусламжтайгаар модуляторын гүйцэтгэлд янз бүрийн бүтцийн параметрүүдийн нөлөөллийг шинжилсэн. Туршилтын үр дүн нь онолын загвартай сайн нийцэж байгаа бөгөөд модуляторын үр ашиг, тогтвортой байдлыг улам баталгаажуулж байна. Үүнээс гадна судлаачид сайжруулах төлөвлөгөө санал болгосон. Оновчтой загвараар дамжуулан энэхүү модуляторын ажиллах давтамж ирээдүйд 1THz-ээс хэтэрч, тэр ч байтугай 2THz-ээс хэтэрч магадгүй гэж үзэж байна!
Энэхүү судалгаа нь плазмын асар их боломжийг харуулж байнаэлектро-оптик модуляторуудTHz харилцаа холбоо болон фотоник интеграл хэлхээ (PIC)-д. Хэт өргөн зурвасын өргөн, өндөр үр ашигтай, интеграцчлах чадвартай энэхүү төхөөрөмж нь THz дохионы модуляцийн цоо шинэ шийдлийг санал болгож байна. Ирээдүйд төхөөрөмжийн дизайн болон үйлдвэрлэлийн процессыг цаашид оновчтой болгосноор плазмын модуляторын ажиллах давтамж 2 THz-ээс давж, өндөр өгөгдлийн хурд, илүү өргөн спектрийн хамрах хүрээг бий болгоно гэж найдаж байна. THz эрин үе эхэлснээр зөвхөн өгөгдөл дамжуулах хурд, илүү нарийвчлалтай мэдрэх чадварыг нэмэгдүүлээд зогсохгүй утасгүй харилцаа холбоо, оптик тооцоолол, ухаалаг илрүүлэлт зэрэг олон салбарыг гүнзгий нэгтгэхэд түлхэц болно. Плазмын электро-оптик модуляторын нээлт нь THz технологийн хөгжлийг тэргүүлэх гол алхам болж, ирээдүйн мэдээллийн нийгэмлэгийн өндөр хурдны холболтын үндэс суурийг тавьж өгч магадгүй юм.
Нийтэлсэн цаг: 2025-06-09