Yeni ultra genişzolaqlı 997 GHzelektro-optik modulyator
Yeni ultra genişzolaqlı elektro-optik modulator 997 GHz bant genişliyi rekordu qoydu
Bu yaxınlarda İsveçrənin Sürix şəhərində tədqiqat qrupu 10 MHz-dən 1.14 THz-ə qədər tezliklərdə işləyən ultra genişzolaqlı elektro-optik modulyatoru uğurla inkişaf etdirərək, 997 GHz-də 3 dB bant genişliyi rekordu qoyub ki, bu da indiki rekorddan iki dəfə çoxdur. Bu irəliləyiş gələcək terahertz fotonik inteqral sxemlər (PIC) üçün tamamilə yeni məkan açan plazma modulyatorlarının optimallaşdırılmış dizaynı ilə bağlıdır.
Hazırda simsiz rabitə əsasən mikrodalğalı sobalara və millimetr dalğalarına əsaslanır, lakin bu tezlik diapazonlarının spektr resursları doymağa meyllidir. Optik rabitənin böyük bant genişliyinə malik olmasına baxmayaraq, boş məkanda simsiz ötürmə üçün birbaşa istifadə edilə bilməz. Buna görə də THz rabitəsi simsiz və fiber-optik şəbəkələri birləşdirən “qızıl körpü” kimi qiymətləndirilir, 6G və daha yüksək tezlikli rabitə sistemləri üçün ideal həll yoludur. Problem ondadır ki, mövcud elektro-optik modulyatorların (məsələnLiNbO₃ modulator, InGaAs və silikon əsaslı materiallar) THz tezlik diapazonunda kifayət deyil. Siqnalın zəifləməsi göz qabağındadır. İş bant genişliyi yalnız təxminən 14 GHz-dir və maksimum daşıyıcı tezliyi yalnız 100 GHz-dir, bu THz rabitəsi üçün tələb olunan standartlara cavab verməkdən uzaqdır. Bu məqalədə tədqiqatçılar Şəkil 1-də göstərildiyi kimi, 3 dB bant genişliyini uğurla artıraraq, 997 GHz-ə yeni plazma əsaslı modulyator hazırlayıblar ki, bu da Şəkil 1-də göstərildiyi kimi indiki rekorddan iki dəfə çoxdur. Bu sıçrayış təkcə ənənəvi texnologiyaların məhdudiyyətlərini pozmur, həm də THz rabitəsinin gələcək inkişafı üçün yolu genişləndirir!
Şəkil 1 THz bant genişliyi ilə plazma elektro-optik modulator
Bu yeni modulyator növünün əsas nailiyyəti “plazma effekti” adlanan yüksək texnologiyadadır. Təsəvvür edin ki, işıq metal nanostrukturun səthində işıq saçan zaman materialdakı elektronlarla rezonans yaradır – elektronlar işığın təsiri ilə kollektiv şəkildə salınır və xüsusi növ dalğa əmələ gətirir. Məhz bu dalğalanma imkan verirmodulyatorson dərəcə yüksək effektivliklə optik siqnalları manipulyasiya etmək. Eksperimental nəticələr göstərir ki, modulyator DC (birbaşa cərəyan) 1.14 THz diapazonunda yaxşı modulyasiya xüsusiyyətləri nümayiş etdirir və 500 GHz ilə 800 GHz tezlik diapazonunda sabit qazanc əldə edir.
Modulyatorun iş mexanizmini dərindən öyrənmək üçün tədqiqat qrupu təfərrüatlı ekvivalent sxem modelini qurmuş və simulyasiya vasitəsilə müxtəlif struktur parametrlərinin modulyatorun işinə təsirini təhlil etmişdir. Eksperimental nəticələr nəzəri modellə yaxşı uyğunlaşır və modulyatorun səmərəliliyini və dayanıqlığını daha da yoxlayır. Bundan əlavə, tədqiqatçılar təkmilləşdirmə planı təklif etdilər. Optimallaşdırılmış dizayn sayəsində bu modulyatorun işləmə tezliyinin gələcəkdə 1THz-i keçəcəyi və hətta 2THz-dən çox olacağı gözlənilir!
Bu araşdırma plazmanın böyük potensialını nümayiş etdirirelektro-optik modulyatorlarTHz rabitə və fotonik inteqral sxemlərdə (PIC). Ultra genişzolaqlı, yüksək səmərəlilik və inteqrasiya qabiliyyəti ilə bu cihaz THz siqnal modulyasiyası üçün tamamilə yeni bir həll təqdim edir. Gələcəkdə cihazın dizaynı və istehsal proseslərinin daha da optimallaşdırılması ilə plazma modulyatorlarının iş tezliyinin 2 THz-dən çox olması, daha yüksək məlumat sürətinə və daha geniş spektr əhatəsinə nail olunması gözlənilir. THz dövrünün gəlişi nəinki daha sürətli məlumat ötürülməsi və daha dəqiq hissetmə imkanları deməkdir, həm də simsiz rabitə, optik hesablama və ağıllı aşkarlama kimi bir çox sahələrin dərin inteqrasiyasını təşviq edəcəkdir. Plazma elektro-optik modulyatorların kəşfi gələcək informasiya cəmiyyətinin yüksək sürətli qarşılıqlı əlaqəsi üçün zəmin yaradan THz texnologiyasının inkişafına aparan əsas addım ola bilər.
Göndərmə vaxtı: 09 iyun 2025-ci il