Bag-ong ultra-wideband 997GHz electro-optic modulator

Bag-ong ultra-wideband 997GHzmodulator sa elektro-optiko

Usa ka bag-ong ultra-wideband electro-optic modulator ang nakatala og bandwidth record nga 997GHz

Bag-ohay lang, usa ka research team sa Zurich, Switzerland, ang malampusong nakaugmad og ultra-wideband electro-optic modulator nga mo-operate sa mga frequency gikan sa 10 MHz ngadto sa 1.14 THz, nga nakatakda og 3 dB bandwidth record sa 997 GHz, nga doble sa kasamtangang record. Kini nga kalampusan gipahinungod sa gi-optimize nga disenyo sa mga plasma modulator, nga nagbukas og bag-ong luna alang sa umaabot nga terahertz photonic integrated circuits (PICs).

Sa pagkakaron, ang wireless nga komunikasyon nagsalig lamang sa mga microwave ug millimeter waves, apan ang mga kahinguhaan sa spectrum niining mga frequency band kasagaran saturated. Bisan kung ang optical nga komunikasyon adunay dako nga bandwidth, dili kini direkta nga magamit alang sa wireless transmission sa libre nga wanang. Busa, ang THz nga komunikasyon giisip nga "bulawanong tulay" nga nagkonektar sa wireless ug fiber-optic networks, nga naghatag usa ka sulundon nga solusyon alang sa 6G ug mas taas nga rate nga mga sistema sa komunikasyon. Ang problema anaa sa performance sa kasamtangan nga electro-optic modulators (sama saModulator sa LiNbO₃, InGaAs, ug mga materyales nga nakabase sa silicon) sa THz frequency band dili pa igo. Klaro ang pagpamenos sa signal. Ang working bandwidth mga 14 GHz lang ug ang maximum carrier frequency 100 GHz lang, nga layo pa sa pagkab-ot sa mga sumbanan nga gikinahanglan alang sa THz communication. Niini nga artikulo, ang mga tigdukiduki nakaugmad og bag-ong plasma-based modulator, nga malampusong nagdugang sa 3 dB bandwidth ngadto sa 997 GHz, nga doble sa kasamtangang rekord, sama sa gipakita sa Figure 1. Kini nga kalampusan dili lamang nakabungkag sa mga limitasyon sa tradisyonal nga mga teknolohiya apan nagpalapad usab sa dalan alang sa umaabot nga pag-uswag sa THz communication!

Hulagway 1 Plasma electro-optic modulator nga adunay THz bandwidth

Ang kinauyokan nga kalampusan niining bag-ong klase sa modulator anaa sa high-tech nga gitawag og "plasma effect". Handurawa nga kon ang kahayag mosidlak sa nawong sa usa ka metal nanostructure, kini mo-resonate sa mga electron sa materyal - ang mga electron mag-oscillate nga gimaneho sa kahayag, nga nagporma og usa ka espesyal nga klase sa balud. Kini gyud nga pag-usab-usab ang nakapahimo samodulatoraron mamanipula ang mga optical signal nga adunay taas kaayo nga kahusayan. Ang mga resulta sa eksperimento nagpakita nga ang modulator nagpakita og maayong mga kinaiya sa modulasyon sulod sa range sa DC (direct current) hangtod 1.14 THz ug adunay lig-on nga gain sa frequency band nga 500 GHz hangtod 800 GHz.

Aron masusi pag-ayo ang mekanismo sa pagtrabaho sa modulator, ang research team naghimo og detalyado nga equivalent circuit model ug gisusi ang impluwensya sa lain-laing structural parameters sa performance sa modulator pinaagi sa simulation. Ang mga resulta sa eksperimento nahiuyon sa theoretical model, nga dugang nagpamatuod sa efficiency ug stability sa modulator. Dugang pa, ang mga tigdukiduki nagsugyot og improvement plan. Gilauman nga pinaagi sa optimized design, ang operating frequency niini nga modulator molapas sa 1THz sa umaabot, ug moabot pa gani sa 2THz!

Kini nga pagtuon nagpakita sa dakong potensyal sa plasmamga modulator sa electro-opticsa komunikasyon sa THz ug photonic integrated circuits (PICs). Kini nga device, uban sa mga kinaiya niini nga ultra-wideband, taas nga efficiency ug integrability, naghatag og bag-ong solusyon para sa THz signal modulation. Sa umaabot, uban sa dugang nga pag-optimize sa disenyo sa device ug mga proseso sa paggama, ang operating frequency sa mga plasma modulator gilauman nga molapas sa 2 THz, nga makab-ot ang mas taas nga data rates ug mas lapad nga spectrum coverage. Ang pag-abot sa panahon sa THz dili lamang nagpasabot og mas paspas nga data transmission ug mas tukma nga sensing capabilities, apan magpasiugda usab sa lawom nga integration sa daghang mga natad sama sa wireless communication, optical computing, ug intelligent detection. Ang kalampusan sa plasma electro-optic modulators mahimong usa ka importanteng lakang nga nanguna sa pag-uswag sa teknolohiya sa THz, nga maghatag og pundasyon para sa high-speed interconnection sa umaabot nga information society.