Frekwenza ultra-wiesgħa ġdida ta' 997GHzmodulatur elettro-ottiku
Modulatur elettro-ottiku ultra-wideband ġdid stabbilixxa rekord ta' bandwidth ta' 997GHz
Riċentement, tim ta’ riċerka f’Zurich, l-Iżvizzera, żviluppa b’suċċess modulatur elettro-ottiku ultra-wideband li jopera fi frekwenzi li jvarjaw minn 10 MHz sa 1.14 THz, u b’hekk stabbilixxa rekord ta’ bandwidth ta’ 3 dB f’997 GHz, li huwa d-doppju tar-rekord attwali. Dan l-avvanz huwa attribwit għad-disinn ottimizzat tal-modulaturi tal-plażma, li jiftaħ spazju ġdid fjamant għaċ-ċirkwiti integrati fotoniċi terahertz (PICs) futuri.
Fil-preżent, il-komunikazzjoni mingħajr fili tiddependi prinċipalment fuq microwaves u mewġ millimetru, iżda r-riżorsi tal-ispettru ta’ dawn il-meded ta’ frekwenza għandhom it-tendenza li jkunu saturati. Għalkemm il-komunikazzjoni ottika għandha bandwidth kbira, ma tistax tintuża direttament għat-trażmissjoni mingħajr fili fi spazju ħieles. Għalhekk, il-komunikazzjoni THz hija meqjusa bħala l-“pont tad-deheb” li jgħaqqad in-netwerks mingħajr fili u tal-fibra ottika, u tipprovdi soluzzjoni ideali għal sistemi ta’ komunikazzjoni 6G u b’rata ogħla. Il-problema tinsab fil-fatt li l-prestazzjoni tal-modulaturi elettro-ottiċi eżistenti (bħal...Modulatur LiNbO₃, InGaAs, u materjali bbażati fuq is-silikon) fil-medda ta' frekwenza THz mhijiex biżżejjed. L-attenwazzjoni tas-sinjal hija ovvja. Il-bandwidth tax-xogħol hija biss madwar 14 GHz u l-frekwenza massima tat-trasportatur hija biss 100 GHz, li hija 'l bogħod milli tilħaq l-istandards meħtieġa għall-komunikazzjoni THz. F'dan l-artikolu, ir-riċerkaturi żviluppaw modulatur ġdid ibbażat fuq il-plażma, li żied b'suċċess il-bandwidth ta' 3 dB għal 997 GHz, li huwa d-doppju tar-rekord attwali, kif muri fil-Figura 1. Din l-avvanz mhux biss tkisser il-limitazzjonijiet tat-teknoloġiji tradizzjonali iżda twessa' wkoll it-triq għall-iżvilupp futur tal-komunikazzjoni THz!
Figura 1 Modulatur elettro-ottiku tal-plażma b'bandwidth ta' THz
L-iskoperta ewlenija ta’ dan it-tip ġdid ta’ modulatur tinsab fit-teknoloġija għolja msejħa “effett tal-plażma”. Immaġina li meta d-dawl jiddi fuq il-wiċċ ta’ nanostruttura tal-metall, dan jirresona mal-elettroni fil-materjal – l-elettroni joxxillaw kollettivament misjuqa mid-dawl, u jiffurmaw tip speċjali ta’ mewġa. Hija preċiżament din il-varjazzjoni li tippermetti l-modulaturbiex jimmanipula sinjali ottiċi b'effiċjenza għolja ħafna. Ir-riżultati sperimentali juru li l-modulatur juri karatteristiċi ta' modulazzjoni tajbin fil-medda ta' DC (kurrent dirett) sa 1.14 THz u għandu qligħ stabbli fil-medda ta' frekwenza ta' 500 GHz sa 800 GHz.
Biex jistudja fil-fond il-mekkaniżmu ta' ħidma tal-modulatur, it-tim tar-riċerka kkostruwa mudell dettaljat ta' ċirkwit ekwivalenti u analizza l-influwenza ta' parametri strutturali differenti fuq il-prestazzjoni tal-modulatur permezz ta' simulazzjoni. Ir-riżultati sperimentali huma fi qbil tajjeb mal-mudell teoretiku, u jivverifikaw aktar l-effiċjenza u l-istabbiltà tal-modulatur. Barra minn hekk, ir-riċerkaturi pproponew pjan ta' titjib. Huwa mistenni li permezz ta' disinn ottimizzat, il-frekwenza operattiva ta' dan il-modulatur tista' taqbeż l-1THz fil-futur, u saħansitra tilħaq aktar minn 2THz!
Dan l-istudju juri l-potenzjal kbir tal-plażmamodulaturi elettro-ottiċifil-komunikazzjoni THz u ċ-ċirkwiti integrati fotoniċi (PICs). Dan l-apparat, bil-karatteristiċi tiegħu ta' ultra-wideband, effiċjenza għolja u integrabilità, jipprovdi soluzzjoni ġdida fjamanta għall-modulazzjoni tas-sinjal THz. Fil-futur, bl-ottimizzazzjoni ulterjuri tad-disinn tal-apparat u l-proċessi tal-manifattura, il-frekwenza operattiva tal-modulaturi tal-plażma hija mistennija li taqbeż iż-2 THz, u b'hekk jinkisbu rati ta' dejta ogħla u kopertura usa' tal-ispettru. Il-miġja tal-era THz mhux biss tfisser trasmissjoni ta' dejta aktar mgħaġġla u kapaċitajiet ta' sensing aktar preċiżi, iżda se tippromwovi wkoll l-integrazzjoni profonda ta' oqsma multipli bħall-komunikazzjoni mingħajr fili, il-komputazzjoni ottika, u d-detezzjoni intelliġenti. L-avvanz tal-modulaturi elettro-ottiċi tal-plażma jista' jsir pass ewlieni li jmexxi l-iżvilupp tat-teknoloġija THz, u jipprovdi bażi għall-interkonnessjoni b'veloċità għolja tas-soċjetà tal-informazzjoni futura.
Ħin tal-posta: 09 ta' Ġunju 2025