नया अल्ट्रा-वाइडबैंड 997GHzइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर
एक नए अल्ट्रा-वाइडबैंड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ने 997GHz का बैंडविड्थ रिकॉर्ड बनाया है
हाल ही में, स्विट्जरलैंड के ज्यूरिख में एक शोध दल ने एक अल्ट्रा-वाइडबैंड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर को सफलतापूर्वक विकसित किया है जो 10 मेगाहर्ट्ज से लेकर 1.14 THz तक की आवृत्तियों पर काम करता है, जिसने 997 गीगाहर्ट्ज पर 3 डीबी बैंडविड्थ रिकॉर्ड स्थापित किया है, जो वर्तमान रिकॉर्ड से दोगुना है। इस सफलता का श्रेय प्लाज्मा मॉड्यूलेटर के अनुकूलित डिजाइन को जाता है, जो भविष्य के टेराहर्ट्ज़ फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट (PIC) के लिए एक नया क्षेत्र खोलता है।
वर्तमान में, वायरलेस संचार मुख्य रूप से माइक्रोवेव और मिलीमीटर तरंगों पर निर्भर करता है, लेकिन इन आवृत्ति बैंड के स्पेक्ट्रम संसाधन संतृप्त हो गए हैं। हालाँकि ऑप्टिकल संचार में एक बड़ी बैंडविड्थ होती है, लेकिन इसे सीधे मुक्त स्थान में वायरलेस ट्रांसमिशन के लिए इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। इसलिए, THz संचार को वायरलेस और फाइबर-ऑप्टिक नेटवर्क को जोड़ने वाला "गोल्डन ब्रिज" माना जाता है, जो 6G और उच्च-दर संचार प्रणालियों के लिए एक आदर्श समाधान प्रदान करता है। समस्या यह है कि मौजूदा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर (जैसे किLiNbO₃ मॉड्यूलेटरTHz आवृत्ति बैंड में , InGaAs, और सिलिकॉन-आधारित सामग्री) पर्याप्त नहीं है। सिग्नल क्षीणन स्पष्ट है। कार्यशील बैंडविड्थ केवल 14 गीगाहर्ट्ज है और अधिकतम वाहक आवृत्ति केवल 100 गीगाहर्ट्ज है, जो THz संचार के लिए आवश्यक मानकों को पूरा करने से बहुत दूर है। इस लेख में, शोधकर्ताओं ने एक नया प्लाज्मा-आधारित मॉड्यूलेटर विकसित किया है, जो 3 डीबी बैंडविड्थ को 997 गीगाहर्ट्ज तक सफलतापूर्वक बढ़ा रहा है, जो वर्तमान रिकॉर्ड से दोगुना है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। यह सफलता न केवल पारंपरिक तकनीकों की सीमाओं को तोड़ती है, बल्कि THz संचार के भविष्य के विकास के लिए मार्ग भी चौड़ा करती है!
चित्र 1 THz बैंडविड्थ के साथ प्लाज्मा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर
इस नए प्रकार के मॉड्यूलेटर की मुख्य सफलता "प्लाज्मा प्रभाव" नामक उच्च तकनीक में निहित है। कल्पना कीजिए कि जब प्रकाश धातु के नैनोस्ट्रक्चर की सतह पर चमकता है, तो यह सामग्री में इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रतिध्वनित होता है - इलेक्ट्रॉन सामूहिक रूप से प्रकाश द्वारा संचालित होते हैं, जिससे एक विशेष प्रकार की तरंग बनती है। यह वास्तव में यह उतार-चढ़ाव है जो सक्षम बनाता हैन्यूनाधिकअत्यंत उच्च दक्षता के साथ ऑप्टिकल संकेतों में हेरफेर करने के लिए। प्रायोगिक परिणामों से पता चलता है कि मॉड्यूलेटर डीसी (प्रत्यक्ष धारा) से 1.14 THz की सीमा के भीतर अच्छी मॉड्यूलेशन विशेषताओं को प्रदर्शित करता है और 500 गीगाहर्ट्ज से 800 गीगाहर्ट्ज के आवृत्ति बैंड में स्थिर लाभ रखता है।
मॉड्यूलेटर के कार्य तंत्र का गहराई से अध्ययन करने के लिए, अनुसंधान दल ने एक विस्तृत समतुल्य सर्किट मॉडल का निर्माण किया और सिमुलेशन के माध्यम से मॉड्यूलेटर के प्रदर्शन पर विभिन्न संरचनात्मक मापदंडों के प्रभाव का विश्लेषण किया। प्रायोगिक परिणाम सैद्धांतिक मॉडल के साथ अच्छे समझौते में हैं, जो मॉड्यूलेटर की दक्षता और स्थिरता को और अधिक सत्यापित करते हैं। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने एक सुधार योजना प्रस्तावित की है। यह उम्मीद की जाती है कि अनुकूलित डिजाइन के माध्यम से, इस मॉड्यूलेटर की ऑपरेटिंग आवृत्ति भविष्य में 1THz से अधिक हो सकती है, और यहां तक कि 2THz से अधिक तक पहुंच सकती है!
यह अध्ययन प्लाज़्मा की महान क्षमता को प्रदर्शित करता हैइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरTHz संचार और फोटोनिक एकीकृत सर्किट (PIC) में। यह डिवाइस, अल्ट्रा-वाइडबैंड, उच्च दक्षता और इंटीग्रेबिलिटी की अपनी विशेषताओं के साथ, THz सिग्नल मॉड्यूलेशन के लिए एक नया समाधान प्रदान करता है। भविष्य में, डिवाइस डिज़ाइन और विनिर्माण प्रक्रियाओं के आगे अनुकूलन के साथ, प्लाज्मा मॉड्यूलेटर की ऑपरेटिंग आवृत्ति 2 THz से अधिक होने की उम्मीद है, जिससे उच्च डेटा दर और व्यापक स्पेक्ट्रम कवरेज प्राप्त होगा। THz युग के आगमन का मतलब न केवल तेज़ डेटा ट्रांसमिशन और अधिक सटीक संवेदन क्षमताएँ हैं, बल्कि यह वायरलेस संचार, ऑप्टिकल कंप्यूटिंग और बुद्धिमान पहचान जैसे कई क्षेत्रों के गहन एकीकरण को भी बढ़ावा देगा। प्लाज्मा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर की सफलता THz तकनीक के विकास का नेतृत्व करने वाला एक महत्वपूर्ण कदम बन सकती है, जो भविष्य के सूचना समाज के उच्च गति वाले अंतर्संबंध के लिए एक आधार प्रदान करती है।
पोस्ट करने का समय: जून-09-2025