Moduli mpya ya upana wa 997GHz electro-optic

Bendi mpya ya upana wa juu 997GHzmoduli ya electro-optic

Moduli mpya ya ultra-wideband electro-optic imeweka rekodi ya kipimo data cha 997GHz

Hivi majuzi, timu ya watafiti huko Zurich, Uswizi, imefanikiwa kutengeneza moduli ya macho ya kielektroniki yenye upana mkubwa zaidi ambayo inafanya kazi kwa masafa kuanzia 10 MHz hadi 1.14 THz, ikiweka rekodi ya kipimo data cha 3 dB katika 997 GHz, ambayo ni mara mbili ya rekodi ya sasa. Mafanikio haya yanachangiwa na muundo ulioboreshwa wa vidhibiti vya plasma, kufungua nafasi mpya kabisa ya saketi zilizounganishwa za terahertz za baadaye (PICs).

Kwa sasa, mawasiliano ya pasiwaya hutegemea hasa microwaves na mawimbi ya milimita, lakini rasilimali za wigo za bendi hizi za masafa zimeelekea kujaa. Ingawa mawasiliano ya macho yana bandwidth kubwa, haiwezi kutumika moja kwa moja kwa upitishaji wa wireless katika nafasi ya bure. Kwa hiyo, mawasiliano ya THz yanachukuliwa kuwa "daraja la dhahabu" linalounganisha mitandao ya wireless na fiber-optic, kutoa suluhisho bora kwa 6G na mifumo ya mawasiliano ya kiwango cha juu. Shida iko katika kwamba utendaji wa moduli zilizopo za umeme-optic (kama vilemoduli ya LiNbO₃, InGaAs, na vifaa vya msingi wa silicon) katika bendi ya mzunguko wa THz ni mbali na kutosha. Upungufu wa ishara ni dhahiri. Bandwidth inayofanya kazi ni takriban GHz 14 tu na masafa ya juu ya mtoa huduma ni GHz 100 tu, ambayo ni mbali na kufikia viwango vinavyohitajika kwa mawasiliano ya THz. Katika makala hii, watafiti wameunda moduli mpya ya msingi wa plasma, kwa mafanikio kuongeza bandwidth ya 3 dB hadi 997 GHz, ambayo ni mara mbili ya rekodi ya sasa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1. Mafanikio haya sio tu kuvunja mapungufu ya teknolojia za jadi lakini pia huongeza njia ya maendeleo ya baadaye ya mawasiliano ya THz!

Kielelezo cha 1 Kidhibiti cha kielektroniki cha Plasma chenye kipimo data cha THz

Mafanikio ya msingi ya aina hii mpya ya moduli iko katika teknolojia ya juu inayoitwa "athari ya plasma". Hebu fikiria kwamba wakati mwanga unaangaza juu ya uso wa nanostructure ya chuma, inafanana na elektroni katika nyenzo - elektroni oscillate kwa pamoja inayoendeshwa na mwanga, na kutengeneza aina maalum ya wimbi. Ni hasa kushuka kwa thamani hii ambayo inawezeshamodulikudhibiti mawimbi ya macho kwa ufanisi wa hali ya juu sana. Matokeo ya majaribio yanaonyesha kuwa kidhibiti kinaonyesha sifa nzuri za urekebishaji ndani ya anuwai ya DC (ya sasa ya moja kwa moja) hadi 1.14 THz na ina faida thabiti katika bendi ya masafa ya 500 GHz hadi 800 GHz.

Ili kusoma kwa kina utaratibu wa kufanya kazi wa moduli, timu ya utafiti iliunda muundo wa kina sawa wa mzunguko na kuchanganua ushawishi wa vigezo tofauti vya kimuundo kwenye utendakazi wa moduli kupitia simulizi. Matokeo ya majaribio yanakubaliana vyema na mtindo wa kinadharia, ambayo inathibitisha zaidi ufanisi na uthabiti wa moduli. Kwa kuongeza, watafiti wamependekeza mpango wa kuboresha. Inatarajiwa kwamba kupitia muundo ulioboreshwa, mzunguko wa uendeshaji wa moduli hii unaweza kuzidi 1THz katika siku zijazo, na hata kufikia zaidi ya 2THz!

Utafiti huu unaonyesha uwezo mkubwa wa plasmamoduli za electro-optickatika mawasiliano ya THz na nyaya zilizounganishwa za picha (PICs). Kifaa hiki, chenye sifa zake za ukanda mpana zaidi, ufanisi wa hali ya juu na utengamano, hutoa suluhisho jipya kabisa la urekebishaji wa mawimbi ya THz. Katika siku zijazo, kwa uboreshaji zaidi wa muundo wa kifaa na michakato ya utengenezaji, mzunguko wa uendeshaji wa vidhibiti vya plasma unatarajiwa kuzidi 2 THz, kufikia viwango vya juu vya data na ufikiaji wa wigo mpana. Ujio wa enzi ya THz haimaanishi tu uwasilishaji wa data haraka na uwezo sahihi zaidi wa kutambua, lakini pia utakuza ujumuishaji wa kina wa nyanja nyingi kama vile mawasiliano yasiyotumia waya, kompyuta ya macho, na utambuzi wa akili. Mafanikio ya moduli za plasma electro-optic inaweza kuwa hatua muhimu inayoongoza maendeleo ya teknolojia ya THz, kutoa msingi wa muunganisho wa kasi wa jamii ya habari ya siku zijazo.