Ultra-wideband anyar 997GHzmodulator elektro-optik
Modulator elektro-optik ultra-wideband anyar wis nyetel rekaman bandwidth 997GHz
Bubar iki, tim riset ing Zurich, Swiss, wis kasil ngembangake modulator elektro-optik ultra-wideband sing beroperasi ing frekuensi saka 10 MHz nganti 1.14 THz, nyetel rekaman bandwidth 3 dB ing 997 GHz, sing kaping pindho rekor saiki. Terobosan iki digandhengake karo desain modulator plasma sing dioptimalake, mbukak ruang anyar kanggo sirkuit terpadu fotonik terahertz (PIC).
Saiki, komunikasi nirkabel utamane gumantung ing gelombang mikro lan gelombang milimeter, nanging sumber daya spektrum pita frekuensi kasebut cenderung jenuh. Sanajan komunikasi optik nduweni bandwidth gedhe, ora bisa langsung digunakake kanggo transmisi nirkabel ing ruang bebas. Mula, komunikasi THz dianggep minangka "jembatan emas" sing nyambungake jaringan nirkabel lan serat optik, nyedhiyakake solusi sing cocog kanggo sistem komunikasi 6G lan tingkat sing luwih dhuwur. Masalahe dumunung ing kinerja modulator elektro-optik sing ana (kayataModulator LiNbO₃, InGaAs, lan bahan basis silikon) ing pita frekuensi THz adoh saka cukup. Atenuasi sinyal jelas. Bandwidth kerja mung udakara 14 GHz lan frekuensi operator maksimal mung 100 GHz, sing adoh saka nyukupi standar sing dibutuhake kanggo komunikasi THz. Ing artikel iki, peneliti wis ngembangake modulator berbasis plasma anyar, kanthi sukses nambah bandwidth 3 dB dadi 997 GHz, sing kaping pindho saka rekaman saiki, kaya sing ditampilake ing Gambar 1. Terobosan iki ora mung ngilangi watesan teknologi tradisional nanging uga nggedhekake dalan kanggo pangembangan komunikasi THz ing mangsa ngarep!
Gambar 1 Plasma elektro-optik modulator karo bandwidth THz
Terobosan inti saka modulator jinis anyar iki dumunung ing teknologi dhuwur sing diarani "efek plasma". Mbayangno yen nalika cahya sumunar ing permukaan nanostruktur logam, iku resonates karo elektron ing materi - elektron oscillate bebarengan mimpin dening cahya, mbentuk jenis khusus saka gelombang. Iku sabenere fluktuasi iki sing mbisakake ingmodulatorkanggo ngapusi sinyal optik kanthi efisiensi sing dhuwur banget. Asil eksperimen nuduhake yen modulator nuduhake karakteristik modulasi sing apik ing kisaran DC (arus searah) nganti 1,14 THz lan nduweni gain stabil ing pita frekuensi 500 GHz nganti 800 GHz.
Kanggo nyinaoni kanthi jero mekanisme kerja modulator, tim riset mbangun model sirkuit setara sing rinci lan nganalisa pengaruh paramèter struktur sing beda ing kinerja modulator liwat simulasi. Asil eksperimen cocog karo model teoretis, luwih verifikasi efisiensi lan stabilitas modulator. Kajaba iku, peneliti wis ngusulake rencana perbaikan. Dikarepake yen liwat desain optimized, frekuensi operasi modulator iki bisa ngluwihi 1THz ing mangsa ngarep, lan malah tekan liwat 2THz!
Panliten iki nuduhake potensial gedhe saka plasmamodulator elektro-optiking komunikasi THz lan sirkuit terpadu fotonik (PIC). Piranti iki, kanthi karakteristik ultra-wideband, efisiensi dhuwur lan integrabilitas, nyedhiyakake solusi anyar kanggo modulasi sinyal THz. Ing mangsa ngarep, kanthi optimalisasi desain piranti lan proses manufaktur, frekuensi operasi modulator plasma samesthine bakal ngluwihi 2 THz, entuk tingkat data sing luwih dhuwur lan jangkoan spektrum sing luwih akeh. Tekane jaman THz ora mung tegese transmisi data sing luwih cepet lan kapabilitas penginderaan sing luwih akurat, nanging uga bakal ningkatake integrasi jero ing pirang-pirang lapangan kayata komunikasi nirkabel, komputasi optik, lan deteksi cerdas. Terobosan modulator elektro-optik plasma bisa dadi langkah penting sing mimpin pangembangan teknologi THz, nyedhiyakake dhasar kanggo interkoneksi kacepetan dhuwur ing masyarakat informasi ing mangsa ngarep.
Wektu kirim: Jun-09-2025