പുതിയ അൾട്രാ-വൈഡ്ബാൻഡ് 997GHz ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്റർ

പുതിയ അൾട്രാ-വൈഡ്‌ബാൻഡ് 997GHzഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്റർ

ഒരു പുതിയ അൾട്രാ-വൈഡ്ബാൻഡ് ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്റർ 997GHz എന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് റെക്കോർഡ് സ്ഥാപിച്ചു.

അടുത്തിടെ, സ്വിറ്റ്സർലൻഡിലെ സൂറിച്ചിലുള്ള ഒരു ഗവേഷണ സംഘം 10 MHz മുതൽ 1.14 THz വരെയുള്ള ഫ്രീക്വൻസികളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു അൾട്രാ-വൈഡ്ബാൻഡ് ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്റർ വിജയകരമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, ഇത് 997 GHz-ൽ 3 dB ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് റെക്കോർഡ് സ്ഥാപിച്ചു, ഇത് നിലവിലെ റെക്കോർഡിന്റെ ഇരട്ടിയാണ്. പ്ലാസ്മ മോഡുലേറ്ററുകളുടെ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത രൂപകൽപ്പനയാണ് ഈ മുന്നേറ്റത്തിന് കാരണം, ഭാവിയിലെ ടെറാഹെർട്സ് ഫോട്ടോണിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് (PIC-കൾ) ഒരു പുതിയ ഇടം തുറക്കുന്നു.

നിലവിൽ, വയർലെസ് ആശയവിനിമയം പ്രധാനമായും മൈക്രോവേവുകളെയും മില്ലിമീറ്റർ തരംഗങ്ങളെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഈ ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡുകളുടെ സ്പെക്ട്രം ഉറവിടങ്ങൾ പൂരിതമാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. ഒപ്റ്റിക്കൽ ആശയവിനിമയത്തിന് വലിയ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഉണ്ടെങ്കിലും, സ്വതന്ത്ര സ്ഥലത്ത് വയർലെസ് ട്രാൻസ്മിഷനായി ഇത് നേരിട്ട് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ, വയർലെസ്, ഫൈബർ-ഒപ്റ്റിക് നെറ്റ്‌വർക്കുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന "സുവർണ്ണ പാലം" ആയി THz ആശയവിനിമയത്തെ കണക്കാക്കുന്നു, ഇത് 6G, ഉയർന്ന നിരക്കിലുള്ള ആശയവിനിമയ സംവിധാനങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായ ഒരു പരിഹാരം നൽകുന്നു. നിലവിലുള്ള ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്ററുകളുടെ പ്രകടനത്തിലാണ് പ്രശ്നം (ഉദാഹരണത്തിന്LiNbO₃ മോഡുലേറ്റർTHz ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡിൽ, InGaAs, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കൾ) എന്നിവ പര്യാപ്തമല്ല. സിഗ്നൽ അറ്റൻവേഷൻ വ്യക്തമാണ്. പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഏകദേശം 14 GHz മാത്രമാണ്, പരമാവധി കാരിയർ ആവൃത്തി 100 GHz മാത്രമാണ്, ഇത് THz ആശയവിനിമയത്തിന് ആവശ്യമായ മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിക്കുന്നതിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയാണ്. ഈ ലേഖനത്തിൽ, ഗവേഷകർ ഒരു പുതിയ പ്ലാസ്മ അധിഷ്ഠിത മോഡുലേറ്റർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, ഇത് 3 dB ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് 997 GHz ആയി വിജയകരമായി വർദ്ധിപ്പിച്ചു, ഇത് ചിത്രം 1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ നിലവിലെ റെക്കോർഡിന്റെ ഇരട്ടിയാണ്. ഈ മുന്നേറ്റം പരമ്പരാഗത സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ പരിമിതികൾ തകർക്കുക മാത്രമല്ല, THz ആശയവിനിമയത്തിന്റെ ഭാവി വികസനത്തിനുള്ള പാത വിശാലമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു!

ചിത്രം 1 THz ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഉള്ള പ്ലാസ്മ ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്റർ

ഈ പുതിയ തരം മോഡുലേറ്ററിന്റെ പ്രധാന മുന്നേറ്റം "പ്ലാസ്മ ഇഫക്റ്റ്" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഹൈടെക് സാങ്കേതികവിദ്യയിലാണ്. ഒരു ലോഹ നാനോസ്ട്രക്ചറിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ പ്രകാശം പ്രകാശിക്കുമ്പോൾ, അത് പദാർത്ഥത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുമായി പ്രതിധ്വനിക്കുന്നു എന്ന് സങ്കൽപ്പിക്കുക - ഇലക്ട്രോണുകൾ പ്രകാശത്താൽ നയിക്കപ്പെടുകയും ഒരു പ്രത്യേക തരം തരംഗം രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. കൃത്യമായി ഈ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളാണ് ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നത്മോഡുലേറ്റർവളരെ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയോടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ. മോഡുലേറ്റർ DC (ഡയറക്ട് കറന്റ്) മുതൽ 1.14 THz വരെയുള്ള പരിധിയിൽ നല്ല മോഡുലേഷൻ സവിശേഷതകൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നുവെന്നും 500 GHz മുതൽ 800 GHz വരെയുള്ള ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡിൽ സ്ഥിരതയുള്ള നേട്ടമുണ്ടെന്നും പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.

മോഡുലേറ്ററിന്റെ പ്രവർത്തന സംവിധാനത്തെക്കുറിച്ച് ആഴത്തിൽ പഠിക്കുന്നതിനായി, ഗവേഷണ സംഘം വിശദമായ ഒരു തുല്യ സർക്യൂട്ട് മോഡൽ നിർമ്മിക്കുകയും സിമുലേഷൻ വഴി മോഡുലേറ്ററിന്റെ പ്രകടനത്തിൽ വ്യത്യസ്ത ഘടനാപരമായ പാരാമീറ്ററുകളുടെ സ്വാധീനം വിശകലനം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ സൈദ്ധാന്തിക മോഡലുമായി നല്ല യോജിപ്പിലാണ്, ഇത് മോഡുലേറ്ററിന്റെ കാര്യക്ഷമതയും സ്ഥിരതയും കൂടുതൽ പരിശോധിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഗവേഷകർ ഒരു മെച്ചപ്പെടുത്തൽ പദ്ധതി നിർദ്ദേശിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത രൂപകൽപ്പനയിലൂടെ, ഈ മോഡുലേറ്ററിന്റെ പ്രവർത്തന ആവൃത്തി ഭാവിയിൽ 1THz കവിയുമെന്നും 2THz-ൽ കൂടുതൽ എത്തുമെന്നും പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു!

ഈ പഠനം പ്ലാസ്മയുടെ വലിയ സാധ്യതകൾ തെളിയിക്കുന്നുഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്ററുകൾTHz ആശയവിനിമയത്തിലും ഫോട്ടോണിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളിലും (PIC-കൾ). അൾട്രാ-വൈഡ്‌ബാൻഡ്, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത, സംയോജനം എന്നീ സവിശേഷതകളുള്ള ഈ ഉപകരണം, THz സിഗ്നൽ മോഡുലേഷനായി ഒരു പുത്തൻ പരിഹാരം നൽകുന്നു. ഭാവിയിൽ, ഉപകരണ രൂപകൽപ്പനയും നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളും കൂടുതൽ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതോടെ, പ്ലാസ്മ മോഡുലേറ്ററുകളുടെ പ്രവർത്തന ആവൃത്തി 2 THz കവിയുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന ഡാറ്റ നിരക്കുകളും വിശാലമായ സ്പെക്ട്രം കവറേജും കൈവരിക്കുന്നു. THz യുഗത്തിന്റെ വരവ് വേഗതയേറിയ ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷനും കൂടുതൽ കൃത്യമായ സെൻസിംഗ് കഴിവുകളും മാത്രമല്ല, വയർലെസ് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്, ഇന്റലിജന്റ് ഡിറ്റക്ഷൻ തുടങ്ങിയ ഒന്നിലധികം മേഖലകളുടെ ആഴത്തിലുള്ള സംയോജനത്തെയും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കും. പ്ലാസ്മ ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്ററുകളുടെ മുന്നേറ്റം THz സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനത്തിന് നേതൃത്വം നൽകുന്ന ഒരു പ്രധാന ഘട്ടമായി മാറിയേക്കാം, ഇത് ഭാവിയിലെ വിവര സമൂഹത്തിന്റെ അതിവേഗ ഇന്റർകണക്ഷന് ഒരു അടിത്തറ നൽകുന്നു.