नया अल्ट्रा-वाइडबैंड 997GHzइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर
एक नए अल्ट्रा-वाइडबैंड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ने 997GHz की बैंडविड्थ का रिकॉर्ड बनाया है।
हाल ही में, स्विट्जरलैंड के ज्यूरिख में एक शोध दल ने 10 मेगाहर्ट्ज से 1.14 थाईएच तक की आवृत्तियों पर काम करने वाला एक अल्ट्रा-वाइडबैंड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर सफलतापूर्वक विकसित किया है, जिसने 997 गीगाहर्ट्ज पर 3 डीबी बैंडविड्थ का रिकॉर्ड बनाया है, जो मौजूदा रिकॉर्ड से दोगुना है। यह सफलता प्लाज्मा मॉड्यूलेटर के अनुकूलित डिजाइन के कारण हासिल हुई है, जिससे भविष्य के टेराहर्ट्ज़ फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट (पीआईसी) के लिए एक नया क्षेत्र खुल गया है।
वर्तमान में, वायरलेस संचार मुख्य रूप से माइक्रोवेव और मिलीमीटर तरंगों पर निर्भर करता है, लेकिन इन आवृत्ति बैंडों के स्पेक्ट्रम संसाधन संतृप्त होने की ओर अग्रसर हैं। यद्यपि ऑप्टिकल संचार में उच्च बैंडविड्थ होती है, फिर भी इसे मुक्त स्थान में वायरलेस ट्रांसमिशन के लिए सीधे उपयोग 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 प्लाज्मा-आधारित मॉड्यूलेटर (जैसे कि InGaAs और सिलिकॉन-आधारित सामग्री) की क्षमता पर्याप्त नहीं है। सिग्नल का क्षीणन स्पष्ट रूप से दिखाई देता 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, जिसने सफलतापूर्वक 3 dB बैंडविड्थ को 997 GHz तक बढ़ा दिया 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 प्रशस्त करती है!
चित्र 1. टीएचजेड बैंडविड्थ वाला प्लाज्मा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर
इस नए प्रकार के मॉड्यूलेटर की मूल सफलता "प्लाज्मा प्रभाव" नामक उच्च तकनीक में निहित है। कल्पना कीजिए कि जब प्रकाश किसी धातु नैनोसंरचना की सतह पर पड़ता है, तो यह पदार्थ में मौजूद इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रतिध्वनित होता है - इलेक्ट्रॉन प्रकाश द्वारा संचालित होकर सामूहिक रूप से दोलन करते हैं, जिससे एक विशेष प्रकार की तरंग बनती है। यह ठीक यही उतार-चढ़ाव है जो इसे संभव बनाता है।न्यूनाधिकऑप्टिकल संकेतों को अत्यंत उच्च दक्षता के साथ नियंत्रित करने के लिए। प्रायोगिक परिणाम दर्शाते हैं कि मॉड्यूलेटर डीसी (प्रत्यक्ष धारा) से 1.14 टीएचजेड की सीमा के भीतर अच्छी मॉड्यूलेशन विशेषताएँ प्रदर्शित करता है और 500 GHz से 800 GHz की आवृत्ति बैंड में स्थिर लाभ बनाए रखता है।
मॉड्यूलेटर की कार्यप्रणाली का गहन अध्ययन करने के लिए, शोध 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 के साथ अच्छी तरह मेल खाते हैं, जो मॉड्यूलेटर की दक्षता और स्थिरता को और अधिक प्रमाणित करते हैं। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने एक सुधार योजना प्रस्तावित की है। उम्मीद है कि अनुकूलित डिज़ाइन के माध्यम से, इस मॉड्यूलेटर की परिचालन आवृत्ति भविष्य में 1 THz से अधिक और यहां तक कि 2 THz से भी अधिक हो सकती है!
यह अध्ययन प्लाज्मा की अपार क्षमता को दर्शाता है।इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरTHz संचार और फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट (PIC) में यह उपकरण अपनी अति-विस्तृतता, उच्च दक्षता और एकीकरण क्षमता जैसी विशेषताओं के साथ THz सिग्नल मॉड्यूलेशन के लिए एक नया समाधान प्रदान करता है। भविष्य में, उपकरण डिजाइन और निर्माण प्रक्रियाओं के और अधिक अनुकूलन के साथ, प्लाज्मा मॉड्यूलेटर की परिचालन आवृत्ति 2 THz से अधिक होने की उम्मीद है, जिससे उच्च डेटा दर और व्यापक स्पेक्ट्रम कवरेज प्राप्त होगा। THz युग का आगमन न केवल तीव्र डेटा संचरण और अधिक सटीक संवेदन क्षमताओं को दर्शाता है, बल्कि वायरलेस संचार, ऑप्टिकल कंप्यूटिंग और बुद्धिमान पहचान जैसे कई क्षेत्रों के गहन एकीकरण को भी बढ़ावा देगा। प्लाज्मा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर की यह सफलता THz प्रौद्योगिकी के विकास में एक महत्वपूर्ण कदम साबित हो सकती है, जो भविष्य के सूचना समाज के उच्च-गति अंतर्संबंध के लिए एक आधार प्रदान करेगी।
पोस्ट करने का समय: 09 जून 2025