Nova banda ultra larga 997 GHzmodulatore elettro-otticu
Un novu modulatore elettrootticu à banda ultra larga hà stabilitu un record di larghezza di banda di 997 GHz
Recentemente, una squadra di ricerca in Zurigo, Svizzera, hà sviluppatu cù successu un modulatore elettrootticu à banda ultra larga chì funziona à frequenze chì varianu da 10 MHz à 1,14 THz, stabilendu un record di larghezza di banda di 3 dB à 997 GHz, chì hè u doppiu di u record attuale. Questa svolta hè attribuita à u disignu ottimizatu di i modulatori à plasma, chì apre un spaziu novu di zecca per i futuri circuiti integrati fotonici terahertz (PIC).
Attualmente, a cumunicazione senza filu si basa principalmente nantu à e microonde è l'onde millimetriche, ma e risorse di u spettru di queste bande di frequenza anu tendutu à esse saturate. Ancu s'è a cumunicazione ottica hà una grande larghezza di banda, ùn pò esse aduprata direttamente per a trasmissione senza filu in u spaziu liberu. Dunque, a cumunicazione THz hè cunsiderata cum'è u "ponte d'oru" chì cunnetta e rete senza filu è in fibra ottica, furnendu una suluzione ideale per i sistemi di cumunicazione 6G è à velocità più elevata. U prublema stà in u fattu chì e prestazioni di i modulatori elettro-ottici esistenti (cum'èModulatore di LiNbO₃, InGaAs, è materiali à basa di siliciu) in a banda di frequenza THz hè luntanu da esse sufficiente. L'attenuazione di u signale hè evidente. A larghezza di banda di travagliu hè solu di circa 14 GHz è a frequenza massima di a portante hè solu 100 GHz, chì hè luntanu da risponde à i standard richiesti per a cumunicazione THz. In questu articulu, i circadori anu sviluppatu un novu modulatore basatu annantu à u plasma, aumentendu cù successu a larghezza di banda di 3 dB à 997 GHz, chì hè u doppiu di u record attuale, cum'è mostratu in a Figura 1. Questa scuperta ùn solu rompe i limiti di e tecnulugie tradiziunali, ma allargisce ancu a strada per u sviluppu futuru di a cumunicazione THz!
Figura 1 Modulatore elettro-otticu à plasma cù larghezza di banda THz
A scuperta fundamentale di stu novu tipu di modulatore si trova in l'alta tecnulugia chjamata "effettu plasma". Imaginate chì quandu a luce brilla nantu à a superficia di una nanostruttura metallica, risuona cù l'elettroni in u materiale - l'elettroni oscillanu cullettivamente guidati da a luce, furmendu un tipu particulare d'onda. Hè precisamente sta fluttuazione chì permette àmodulatoreper manipulà i signali ottici cù una efficienza estremamente alta. I risultati sperimentali mostranu chì u modulatore presenta bone caratteristiche di modulazione in a gamma da DC (corrente continua) à 1,14 THz è hà un guadagnu stabile in a banda di frequenza da 500 GHz à 800 GHz.
Per studià in prufundità u mecanismu di funziunamentu di u modulatore, a squadra di ricerca hà custruitu un mudellu di circuitu equivalente dettagliatu è hà analizatu l'influenza di diversi parametri strutturali nantu à e prestazioni di u modulatore per mezu di a simulazione. I risultati sperimentali sò in bon accordu cù u mudellu teoricu, verificendu ulteriormente l'efficienza è a stabilità di u modulatore. Inoltre, i circadori anu prupostu un pianu di miglioramentu. Si prevede chì per mezu di un cuncepimentu ottimizatu, a frequenza operativa di stu modulatore possa superà 1 THz in u futuru, è ancu ghjunghje à più di 2 THz!
Stu studiu dimostra u grande putenziale di u plasmamodulatori elettro-otticiin a cumunicazione THz è i circuiti integrati fotonici (PIC). Stu dispusitivu, cù e so caratteristiche di banda ultra larga, alta efficienza è integrabilità, furnisce una suluzione nova di zecca per a modulazione di u signale THz. In u futuru, cù l'ulteriore ottimizazione di i prucessi di cuncepimentu è di fabricazione di u dispusitivu, si prevede chì a frequenza operativa di i modulatori à plasma supererà i 2 THz, ottenendu velocità di dati più elevate è una copertura di spettru più ampia. L'avventu di l'era THz ùn significa micca solu una trasmissione di dati più rapida è capacità di rilevamentu più precise, ma prumoverà ancu a profonda integrazione di parechji campi cum'è a cumunicazione wireless, l'informatica ottica è a rilevazione intelligente. A scuperta di i modulatori elettro-ottici à plasma pò diventà un passu chjave chì porta u sviluppu di a tecnulugia THz, furnendu una basa per l'interconnessione à alta velocità di a futura sucietà di l'infurmazione.
Data di publicazione: 09 di ghjugnu di u 2025