Bag-ong ultra-wideband 997GHzelectro-optic modulator
Ang usa ka bag-ong ultra-wideband electro-optic modulator nagtakda sa usa ka rekord sa bandwidth nga 997GHz
Bag-ohay lang, usa ka research team sa Zurich, Switzerland, ang malampusong nakahimo og ultra-wideband electro-optic modulator nga naglihok sa frequency gikan sa 10 MHz ngadto sa 1.14 THz, nga nagbutang ug 3 dB bandwidth record sa 997 GHz, nga doble sa kasamtangang record. Kini nga pagkahugno tungod sa na-optimize nga disenyo sa plasma modulators, nga nagbukas sa bag-ong luna alang sa umaabot nga terahertz photonic integrated circuits (PICs).
Sa pagkakaron, ang wireless nga komunikasyon nag-una nga nagsalig sa mga microwave ug milimetro nga mga balud, apan ang spectrum nga mga kahinguhaan niini nga mga frequency bands lagmit nga 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 komunikasyon sa THz giisip nga "bulawan nga tulay" nga nagkonektar sa mga wireless ug fiber-optic nga mga network, nga naghatag usa ka sulundon nga solusyon alang sa 6G ug mas taas nga rate sa mga sistema sa komunikasyon. Ang problema anaa sa nga ang performance sa kasamtangan nga electro-optic modulators (sama saLiNbO₃ modulator, InGaAs, ug mga materyales nga nakabase sa silicon) sa THz frequency band dili igo. Ang pagminus sa signal klaro. Ang working bandwidth kay mga 14 GHz lang ug ang maximum carrier frequency kay 100 GHz lang, nga layo ra sa pagtagbo sa mga standards nga gikinahanglan para sa THz communication. Niini nga artikulo, ang mga tigdukiduki nakahimo og usa ka bag-ong modulator nga nakabase sa plasma, nga malampuson nga nagdugang sa 3 dB bandwidth ngadto sa 997 GHz, nga doble sa kasamtangan nga rekord, ingon sa gipakita sa Figure 1. Kini nga kalampusan dili lamang nagbungkag sa mga limitasyon sa tradisyonal nga mga teknolohiya apan nagpalapad usab sa dalan alang sa umaabot nga pagpalambo sa komunikasyon sa THz!
Figure 1 Plasma electro-optic modulator nga adunay THz bandwidth
Ang kinauyokan nga pagkahugno niining bag-ong matang sa modulator nahimutang sa high-tech nga gitawag og "plasma effect". Hunahunaa nga sa diha nga ang kahayag modan-ag sa ibabaw sa usa ka metal nanostructure, kini resonates uban sa mga electron sa materyal - ang mga electron oscillate kolektibong gimaneho sa kahayag, nga nagporma sa usa ka espesyal nga matang sa balud. Kini mao ang tukma nga pag-usab-usab nga makahimo samodulatorsa pagmaniobra sa optical signal uban sa hilabihan ka taas nga efficiency. Ang mga resulta sa eksperimento nagpakita nga ang modulator nagpakita sa maayo nga modulasyon nga mga kinaiya sulod sa han-ay sa DC (direkta nga kasamtangan) ngadto sa 1.14 THz ug adunay lig-on nga ganansya sa frequency band nga 500 GHz ngadto sa 800 GHz.
Aron matun-an pag-ayo ang mekanismo sa pagtrabaho sa modulator, ang tim sa panukiduki nagtukod usa ka detalyado nga katumbas nga modelo sa sirkito ug gisusi ang impluwensya sa lainlaing mga parameter sa istruktura sa paghimo sa modulator pinaagi sa simulation. Ang mga resulta sa eksperimento naa sa maayong pag-uyon sa teoretikal nga modelo, dugang nga nagpamatuod sa kaepektibo ug kalig-on sa modulator. Dugang pa, ang mga tigdukiduki nagsugyot og usa ka plano sa pagpaayo. Gilauman nga pinaagi sa optimized nga disenyo, ang operating frequency niini nga modulator mahimong molapas sa 1THz sa umaabot, ug gani moabot sa 2THz!
Kini nga pagtuon nagpakita sa dakong potensyal sa plasmaelectro-optic modulatorssa THz communication ug photonic integrated circuits (PICs). Kini nga aparato, nga adunay mga kinaiya nga ultra-wideband, taas nga kahusayan ug pagka-integridad, naghatag usa ka bag-ong solusyon alang sa modulasyon sa signal sa THz. Sa umaabot, uban ang dugang nga pag-optimize sa disenyo sa aparato ug mga proseso sa paghimo, ang frequency sa pag-operate sa mga modulator sa plasma gilauman nga molapas sa 2 THz, nga nakab-ot ang mas taas nga rate sa datos ug mas lapad nga pagsakup sa spectrum. Ang pag-abut sa panahon sa THz dili lamang nagpasabut nga mas paspas nga pagpadala sa datos ug mas tukma nga mga kapabilidad sa pag-sensing, apan magpasiugda usab sa lawom nga panagsama sa daghang mga natad sama sa wireless nga komunikasyon, optical computing, ug intelihenteng pagkakita. Ang pagkahugno sa mga electro-optic modulator sa plasma mahimo’g usa ka hinungdanon nga lakang nga nanguna sa pag-uswag sa teknolohiya sa THz, nga naghatag usa ka pundasyon alang sa taas nga tulin nga koneksyon sa umaabot nga katilingban sa kasayuran.
Oras sa pag-post: Hunyo-09-2025