997 GHz-ko banda zabaleko banda berriamodulatzaile elektro-optikoa
Banda zabaleko modulatzaile elektro-optiko berri batek 997 GHz-ko banda-zabalera errekorra ezarri du.
Duela gutxi, Zurich-eko (Suitza) ikerketa-talde batek banda zabaleko modulatzaile elektro-optiko bat garatu du arrakastaz, 10 MHz-tik 1,14 THz-ra bitarteko maiztasunetan funtzionatzen duena, 3 dB-ko banda-zabalera errekorra ezarriz 997 GHz-tan, egungo errekorraren bikoitza. Aurrerapen hau plasma modulatzaileen diseinu optimizatuari zor zaio, etorkizuneko terahertzeko zirkuitu integratu fotonikoetarako (PIC) espazio berri bat irekiz.
Gaur egun, haririk gabeko komunikazioa mikrouhinetan eta milimetro uhinetan oinarritzen da batez ere, baina maiztasun banda horien espektro baliabideak saturatu egin dira. Komunikazio optikoak banda zabalera handia badu ere, ezin da zuzenean erabili haririk gabeko transmisiorako espazio librean. Hori dela eta, THz-ko komunikazioa haririk gabeko eta zuntz optikoko sareak lotzen dituen "urrezko zubi"tzat hartzen da, 6G eta abiadura handiko komunikazio sistemetarako irtenbide aproposa eskainiz. Arazoa da dauden elektro-optiko modulatzaileen errendimendua (adibidez,LiNbO₃ modulatzailea, InGaAs eta siliziozko materialak) THz maiztasun-bandan ez da nahikoa. Seinalearen ahultzea agerikoa da. Laneko banda-zabalera 14 GHz ingurukoa baino ez da eta eramaile-maiztasun maximoa 100 GHz baino ez, eta hori THz komunikaziorako beharrezkoak diren estandarrak betetzetik urrun dago. Artikulu honetan, ikertzaileek plasman oinarritutako modulatzaile berri bat garatu dute, 3 dB-ko banda-zabalera 997 GHz-ra igoz, hau da, egungo errekorraren bikoitza, 1. irudian erakusten den bezala. Aurrerapen honek ez ditu teknologia tradizionalen mugak hausten bakarrik, baita THz komunikazioaren etorkizuneko garapenerako bidea zabaltzen ere!
1. irudia THz-ko banda-zabalerako plasma-modulatzaile elektro-optikoa
Modulatzaile mota berri honen aurrerapen nagusia "plasma efektua" izeneko goi-teknologian datza. Imajinatu argia nanoegitura metaliko baten gainazalean distiratzen duenean, materialeko elektroiekin erresonatzen duela: elektroiak oszilatzen dira kolektiboki, argiak bultzatuta, uhin mota berezi bat osatuz. Hain zuzen ere, gorabehera horrek ahalbidetzen du...modulatzaileseinale optikoak eraginkortasun oso handiarekin manipulatzeko. Emaitza esperimentalek erakusten dute modulatzaileak modulazio-ezaugarri onak dituela korronte zuzenetik 1,14 THz-ra bitarteko tartean eta irabazi egonkorra duela 500 GHz-tik 800 GHz-ra bitarteko maiztasun-bandan.
Modulatzailearen funtzionamendu-mekanismoa sakon aztertzeko, ikerketa-taldeak zirkuitu baliokidearen eredu zehatz bat eraiki zuen eta egitura-parametro desberdinek modulatzailearen errendimenduan duten eragina aztertu zuen simulazioaren bidez. Emaitza esperimentalak bat datoz eredu teorikoarekin, modulatzailearen eraginkortasuna eta egonkortasuna are gehiago egiaztatuz. Horrez gain, ikertzaileek hobekuntza-plan bat proposatu dute. Diseinu optimizatuaren bidez, modulatzaile honen funtzionamendu-maiztasuna etorkizunean 1THz gainditzea espero da, eta baita 2THz-tik gora ere!
Ikerketa honek plasmaren potentzial handia erakusten dumodulatzaile elektro-optikoakTHz komunikazioan eta zirkuitu integratu fotonikoetan (PIC). Gailu honek, banda zabaleko, eraginkortasun handiko eta integragarritasuneko ezaugarriekin, THz seinale modulaziorako irtenbide berri bat eskaintzen du. Etorkizunean, gailuen diseinu eta fabrikazio prozesuen optimizazio gehiagorekin, plasma modulatzaileen funtzionamendu maiztasuna 2 THz-tik gorakoa izatea espero da, datu-tasa handiagoak eta espektro-estaldura zabalagoa lortuz. THz aroaren etorrerak ez du datuen transmisio azkarragoa eta sentsore-gaitasun zehatzagoak esan nahi bakarrik, baizik eta hainbat arloren integrazio sakona sustatuko du, hala nola haririk gabeko komunikazioa, konputazio optikoa eta detekzio adimenduna. Plasma modulatzaile elektro-optikoen aurrerapena THz teknologiaren garapenean lidergoa duen urrats gakoa izan daiteke, etorkizuneko informazio-gizartearen abiadura handiko interkonexioaren oinarriak eskainiz.
Argitaratze data: 2025eko ekainak 9