997GHz ùr ultra-leathannmoduladair electro-optaigeach
Tha moduladair electro-optaigeach ùr le bann-leathann farsaing air clàr leud-bann de 997GHz a shuidheachadh.
O chionn ghoirid, tha sgioba rannsachaidh ann an Zurich, san Eilbheis, air moduladair electro-optaigeach ultra-leathann-bann a leasachadh gu soirbheachail a bhios ag obair aig triceadan eadar 10 MHz agus 1.14 THz, a’ suidheachadh clàr leud-bann 3 dB aig 997 GHz, a tha dà uiread na clàr làithreach. Tha an adhartas seo mar thoradh air dealbhadh leasaichte moduladairean plasma, a’ fosgladh àite ùr-nodha airson chuairtean amalaichte fotonach terahertz (PICn) san àm ri teachd.
An-dràsta, tha conaltradh gun uèir an urra ri meanbh-thonnan agus tonnan millimeatair sa mhòr-chuid, ach tha goireasan speactram nan còmhlain tricead seo buailteach a bhith làn-shàthaichte. Ged a tha leud-bann mòr aig conaltradh optigeach, chan urrainnear a chleachdadh gu dìreach airson tar-chur gun uèir ann an àite saor. Mar sin, thathas a’ meas conaltradh THz mar an “drochaid òrail” a tha a’ ceangal lìonraidhean gun uèir agus snàithleach optigeach, a’ toirt seachad fuasgladh air leth freagarrach airson siostaman conaltraidh 6G agus siostaman conaltraidh aig ìre nas àirde. Tha an duilgheadas na laighe anns an coileanadh a th’ aig moduladairean electro-optigeach a th’ ann mar-thà (leithidmoduladair LiNbO₃, InGaAs, agus stuthan stèidhichte air silicon) anns a’ chòmhlan tricead THz fada bho bhith gu leòr. Tha lughdachadh an t-soidhne follaiseach. Chan eil an leud-bann obrach ach mu 14 GHz agus chan eil an tricead giùlain as àirde ach 100 GHz, a tha fada bho bhith a’ coinneachadh ris na h-inbhean a tha a dhìth airson conaltradh THz. San artaigil seo, tha luchd-rannsachaidh air moduladair ùr stèidhichte air plasma a leasachadh, a’ soirbheachadh le bhith ag àrdachadh an leud-bann 3 dB gu 997 GHz, a tha dà uiread na clàr làithreach, mar a chithear ann am Figear 1. Chan e a-mhàin gu bheil an t-adhartas seo a’ briseadh crìochan theicneòlasan traidiseanta ach cuideachd a’ leudachadh na slighe airson leasachadh conaltraidh THz san àm ri teachd!
Figear 1 Moduladair electro-optaigeach plasma le leud-bann THz
Tha prìomh adhartas an t-seòrsa moduladair ùr seo anns an teicneòlas àrd-inbhe ris an canar “buaidh plasma”. Smaoinich nuair a bhios solas a’ deàrrsadh air uachdar nano-structar meatailt, bidh e a’ freagairt ris na dealanan anns an stuth - bidh na dealanan a’ crathadh gu còmhla air an stiùireadh leis an t-solas, a’ cruthachadh seòrsa sònraichte de thonnan. Is e an luaineachd seo a tha a’ comasachadh anmoduladairgus comharran optaigeach a làimhseachadh le èifeachdas air leth àrd. Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn gu bheil feartan modulachaidh math aig a’ mhodulator taobh a-staigh an raoin DC (sruth dhìreach) gu 1.14 THz agus gu bheil buannachd sheasmhach aige anns a’ chòmhlan tricead bho 500 GHz gu 800 GHz.
Gus sgrùdadh domhainn a dhèanamh air mar a tha am modúlach ag obair, thog an sgioba rannsachaidh modail chuairte co-ionann mionaideach agus rinn iad mion-sgrùdadh air buaidh diofar pharaimeatairean structarail air coileanadh a’ mhodúlaich tro shamhlachadh. Tha na toraidhean deuchainneach a’ co-chòrdadh gu math ris a’ mhodail teòiridheach, a’ dearbhadh èifeachdas agus seasmhachd a’ mhodúlaich tuilleadh. A bharrachd air an sin, tha luchd-rannsachaidh air plana leasachaidh a mholadh. Thathar an dùil, tro dhealbhadh leasaichte, gum faod tricead obrachaidh a’ mhodúlaich seo a bhith nas àirde na 1THz san àm ri teachd, agus eadhon ruighinn thairis air 2THz!
Tha an sgrùdadh seo a’ sealltainn cho comasach sa tha plasmamoduladairean electro-optaigeachann an conaltradh THz agus cuairtean amalaichte fotonach (PICn). Tha an inneal seo, leis na feartan aige de ultra-leathann-bann, èifeachdas àrd agus amalachadh, a’ toirt seachad fuasgladh ùr-nodha airson modulachadh comharran THz. San àm ri teachd, le tuilleadh leasachaidh air dealbhadh innealan agus pròiseasan saothrachaidh, thathar an dùil gum bi tricead obrachaidh moduladairean plasma nas àirde na 2 THz, a’ coileanadh ìrean dàta nas àirde agus còmhdach speactram nas fharsainge. Chan e a-mhàin gu bheil teachd linn THz a’ ciallachadh tar-chuir dàta nas luaithe agus comasan mothachaidh nas cruinne, ach cuideachd brosnaichidh e amalachadh domhainn iomadh raon leithid conaltradh gun uèir, coimpiutaireachd optigeach, agus lorg tuigseach. Dh’ fhaodadh gum bi adhartas moduladairean electro-optigeach plasma na cheum cudromach a’ stiùireadh leasachadh teicneòlas THz, a’ toirt seachad bunait airson eadar-cheangal àrd-astar comann fiosrachaidh san àm ri teachd.
Ùine puist: Ògmhios-09-2025