नया अल्ट्रा-वाइडबैंड 997GHzइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर
एक नए अल्ट्रा-वाइडबैंड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ने 997GHz का बैंडविड्थ रिकॉर्ड स्थापित किया है
हाल ही में, स्विट्जरलैंड के ज्यूरिख में एक शोध दल ने एक अल्ट्रा-वाइडबैंड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर सफलतापूर्वक विकसित किया है जो 10 मेगाहर्ट्ज से 1.14 टेराहर्ट्ज तक की आवृत्तियों पर काम करता है। इसने 997 गीगाहर्ट्ज पर 3 डीबी बैंडविड्थ का रिकॉर्ड बनाया है, जो वर्तमान रिकॉर्ड से दोगुना है। इस सफलता का श्रेय प्लाज्मा मॉड्यूलेटर के अनुकूलित डिज़ाइन को जाता है, जिसने भविष्य के टेराहर्ट्ज फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट (पीआईसी) के लिए एक बिल्कुल नया रास्ता खोल दिया है।
वर्तमान में, वायरलेस संचार मुख्यतः माइक्रोवेव और मिलीमीटर तरंगों पर निर्भर करता है, लेकिन इन आवृत्ति बैंडों के स्पेक्ट्रम संसाधन संतृप्त हो गए हैं। यद्यपि ऑप्टिकल संचार की बैंडविड्थ बड़ी होती है, लेकिन इसका उपयोग मुक्त स्थान में वायरलेस संचरण के लिए सीधे 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 (जैसेLiNbO₃ मॉड्यूलेटरTHz आवृत्ति बैंड में , InGaAs और सिलिकॉन-आधारित सामग्री) पर्याप्त नहीं है। संकेत क्षीणन स्पष्ट है। कार्यशील बैंडविड्थ केवल लगभग 14 GHz है और अधिकतम वाहक आवृत्ति केवल 100 GHz 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 dB बैंडविड्थ को 997 GHz 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 का मार्ग भी व्यापक बनाती 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 किसी धातु की नैनो संरचना की सतह पर पड़ता है, तो वह पदार्थ में मौजूद इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रतिध्वनित होता है - ये इलेक्ट्रॉन प्रकाश द्वारा संचालित होकर सामूहिक रूप से दोलन करते हैं, जिससे एक विशेष प्रकार की तरंग बनती है। यही वह उतार-चढ़ाव है जो इसे संभव बनाता है।न्यूनाधिकअत्यंत 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 विशेषताएँ प्रदर्शित करता है और 500 GHz से 800 GHz के आवृत्ति बैंड में स्थिर लाभ प्रदान करता है।
मॉड्यूलेटर की कार्यप्रणाली का गहन अध्ययन करने के लिए, अनुसंधान दल ने एक विस्तृत समतुल्य परिपथ मॉडल तैयार किया और सिमुलेशन के माध्यम से मॉड्यूलेटर के प्रदर्शन पर विभिन्न संरचनात्मक मापदंडों के प्रभाव का विश्लेषण किया। प्रायोगिक परिणाम सैद्धांतिक मॉडल से अच्छी तरह मेल खाते हैं, जो मॉड्यूलेटर की दक्षता और स्थिरता को और पुष्ट करते हैं। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने एक सुधार योजना भी प्रस्तावित की है। यह उम्मीद की जाती है कि अनुकूलित डिज़ाइन के माध्यम से, इस मॉड्यूलेटर की ऑपरेटिंग आवृत्ति भविष्य में 1THz से अधिक, और यहाँ तक कि 2THz से भी अधिक तक पहुँच सकती है!
यह अध्ययन प्लाज्मा की महान क्षमता को प्रदर्शित करता हैइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरप्लाज्मा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर की सफलता THz तकनीक के विकास में एक महत्वपूर्ण कदम बन सकती है, जो भविष्य के सूचना समाज के उच्च गति वाले अंतर्संबंध की नींव रखेगी।
पोस्ट करने का समय: जून-09-2025