Bandë ultra e gjerë e re 997GHzmodulator elektro-optik
Një modulator i ri elektro-optik me bandë ultra të gjerë ka vendosur një rekord të gjerësisë së bandës prej 997 GHz
Kohët e fundit, një ekip kërkimor në Cyrih të Zvicrës ka zhvilluar me sukses një modulator elektro-optik me brez ultra të gjerë që vepron në frekuenca që variojnë nga 10 MHz deri në 1.14 THz, duke vendosur një rekord të gjerësisë së brezit prej 3 dB në 997 GHz, që është dyfishi i rekordit aktual. Ky përparim i atribuohet dizajnit të optimizuar të modulatorëve të plazmës, duke hapur një hapësirë krejt të re për qarqet e integruara fotonike (PIC) teraherc të së ardhmes.
Aktualisht, komunikimi pa tel mbështetet kryesisht në mikrovalë dhe valë milimetrike, por burimet spektrale të këtyre brezave të frekuencave kanë tendencë të jenë të ngopura. Edhe pse komunikimi optik ka një gjerësi të madhe frekuencash, ai nuk mund të përdoret drejtpërdrejt për transmetim pa tel në hapësirë të lirë. Prandaj, komunikimi THz konsiderohet si "ura e artë" që lidh rrjetet pa tel dhe ato me fibra optike, duke ofruar një zgjidhje ideale për sistemet e komunikimit 6G dhe me shpejtësi më të lartë. Problemi qëndron në performancën e modulatorëve ekzistues elektro-optikë (si p.sh.Modulator LiNbO₃, InGaAs dhe materiale me bazë silikoni) në brezin e frekuencave THz është larg të qenit i mjaftueshëm. Dobësimi i sinjalit është i dukshëm. Gjerësia e brezit të punës është vetëm rreth 14 GHz dhe frekuenca maksimale e bartësit është vetëm 100 GHz, që është larg përmbushjes së standardeve të kërkuara për komunikimin THz. Në këtë artikull, studiuesit kanë zhvilluar një modulator të ri të bazuar në plazmë, duke rritur me sukses gjerësinë e brezit prej 3 dB në 997 GHz, që është dyfishi i rekordit aktual, siç tregohet në Figurën 1. Ky zbulim jo vetëm që thyen kufizimet e teknologjive tradicionale, por edhe zgjeron rrugën për zhvillimin e ardhshëm të komunikimit THz!
Figura 1 Modulator elektro-optik plazmatik me gjerësi bande THz
Përparimi thelbësor i këtij lloji të ri modulatori qëndron në teknologjinë e lartë të quajtur "efekti i plazmës". Imagjinoni që kur drita shkëlqen në sipërfaqen e një nanostrukture metalike, ajo rezonon me elektronet në material - elektronet lëkunden së bashku të nxitura nga drita, duke formuar një lloj të veçantë vale. Është pikërisht kjo luhatje që mundësonmodulatorpër të manipuluar sinjalet optike me efikasitet jashtëzakonisht të lartë. Rezultatet eksperimentale tregojnë se modulatori shfaq karakteristika të mira modulimi brenda diapazonit DC (rrymë e vazhdueshme) deri në 1.14 THz dhe ka fitim të qëndrueshëm në brezin e frekuencave prej 500 GHz deri në 800 GHz.
Për të studiuar në thellësi mekanizmin e punës së modulatorit, ekipi i kërkimit ndërtoi një model të detajuar qarku ekuivalent dhe analizoi ndikimin e parametrave të ndryshëm strukturorë në performancën e modulatorit përmes simulimit. Rezultatet eksperimentale janë në përputhje të mirë me modelin teorik, duke verifikuar më tej efikasitetin dhe stabilitetin e modulatorit. Përveç kësaj, studiuesit kanë propozuar një plan përmirësimi. Pritet që përmes dizajnit të optimizuar, frekuenca e funksionimit të këtij modulatori të mund të kalojë 1 THz në të ardhmen, dhe madje të arrijë mbi 2 THz!
Ky studim tregon potencialin e madh të plazmësmodulatorë elektro-optikënë komunikimin THz dhe qarqet e integruara fotonike (PIC). Kjo pajisje, me karakteristikat e saj të brezit ultra të gjerë, efikasitetit të lartë dhe integrueshmërisë, ofron një zgjidhje krejt të re për modulimin e sinjalit THz. Në të ardhmen, me optimizimin e mëtejshëm të proceseve të projektimit dhe prodhimit të pajisjeve, frekuenca e funksionimit të modulatorëve të plazmës pritet të kalojë 2 THz, duke arritur shpejtësi më të larta të të dhënave dhe mbulim më të gjerë të spektrit. Ardhja e epokës THz jo vetëm që do të thotë transmetim më i shpejtë i të dhënave dhe aftësi më të sakta të ndjeshmërisë, por gjithashtu do të promovojë integrimin e thellë të fushave të shumta si komunikimi pa tel, informatika optike dhe zbulimi inteligjent. Përparimi i modulatorëve elektro-optikë të plazmës mund të bëhet një hap kyç që çon në zhvillimin e teknologjisë THz, duke siguruar një themel për ndërlidhjen me shpejtësi të lartë të shoqërisë së informacionit në të ardhmen.
Koha e postimit: 09 qershor 2025