ultra-wideband 997GHz အသစ်အီလက်ထရို-အော့ပတစ် မော်ဂျူလာ
ultra-wideband electro-optic modulator အသစ်တစ်ခုသည် 997GHz bandwidth စံချိန်သစ်တင်ခဲ့သည်
မကြာသေးမီက ဆွစ်ဇာလန်နိုင်ငံ၊ ဇူးရစ်မြို့ရှိ သုတေသနအဖွဲ့တစ်ဖွဲ့သည် 10 MHz မှ 1.14 THz အထိ ကြိမ်နှုန်းများတွင် လည်ပတ်သည့် ultra-wideband electro-optic modulator တစ်ခုကို အောင်မြင်စွာ တီထွင်နိုင်ခဲ့ပြီး 997 GHz တွင် 3 dB bandwidth စံချိန်တင်ခဲ့ပြီး လက်ရှိစံချိန်ထက် နှစ်ဆဖြစ်သည်။ ဤအောင်မြင်မှုသည် plasma modulators များ၏ အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် ဒီဇိုင်းထုတ်မှုကြောင့်ဖြစ်ပြီး အနာဂတ် terahertz photonic integrated circuits (PICs) အတွက် နေရာအသစ်တစ်ခုကို ဖွင့်လှစ်ပေးခဲ့သည်။
လက်ရှိတွင် ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးသည် အဓိကအားဖြင့် မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်များနှင့် မီလီမီတာလှိုင်းများပေါ်တွင် မှီခိုနေရသော်လည်း ဤကြိမ်နှုန်းလှိုင်းများ၏ ရောင်စဉ်အရင်းအမြစ်များသည် ပြည့်နှက်နေတတ်သည်။ အလင်းပညာဆက်သွယ်ရေးတွင် bandwidth ကြီးမားသော်လည်း၊ လွတ်လပ်သောနေရာများတွင် ကြိုးမဲ့ထုတ်လွှင့်မှုအတွက် တိုက်ရိုက်အသုံးမပြုနိုင်ပါ။ ထို့ကြောင့် THz ဆက်သွယ်ရေးကို ကြိုးမဲ့နှင့် ဖိုက်ဘာအော့ပ်တစ်ကွန်ရက်များကို ချိတ်ဆက်ပေးသည့် “ရွှေတံတား” အဖြစ် သတ်မှတ်ကြပြီး 6G နှင့် မြင့်မားသောနှုန်းထား ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များအတွက် စံပြဖြေရှင်းချက်တစ်ခုကို ပေးစွမ်းသည်။ ပြဿနာမှာ ရှိပြီးသား အီလက်ထရိုအော့ပ်တစ် မော်ဂျူလာများ (ဥပမာLiNbO₃ မော်ဂျူလာတာ, InGaAs နှင့် ဆီလီကွန်အခြေခံပစ္စည်းများ) THz ကြိမ်နှုန်းတွင် လုံလောက်မှုမရှိပါ။ အချက်ပြမှု လျော့ပါးသွားခြင်းမှာ ထင်ရှားပါသည်။ အလုပ်လုပ်သော bandwidth မှာ 14 GHz ခန့်သာရှိပြီး အမြင့်ဆုံး carrier frequency မှာ 100 GHz သာရှိသောကြောင့် THz ဆက်သွယ်ရေးအတွက် လိုအပ်သော စံနှုန်းများနှင့် ကိုက်ညီရန် အလှမ်းဝေးနေပါသည်။ ဤဆောင်းပါးတွင် သုတေသီများသည် plasma-based modulator အသစ်တစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့ပြီး ပုံ ၁ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း 3 dB bandwidth ကို 997 GHz အထိ အောင်မြင်စွာ တိုးမြှင့်နိုင်ခဲ့ပြီး ၎င်းသည် လက်ရှိစံချိန်ထက် နှစ်ဆဖြစ်သည်။ ဤအောင်မြင်မှုသည် ရိုးရာနည်းပညာများ၏ ကန့်သတ်ချက်များကို ချိုးဖျက်ရုံသာမက THz ဆက်သွယ်ရေး၏ အနာဂတ်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် လမ်းကြောင်းကိုလည်း ကျယ်ပြန့်စေပါသည်။
ပုံ ၁ THz bandwidth ပါရှိသော Plasma electro-optic modulator
ဒီ modulator အမျိုးအစားအသစ်ရဲ့ အဓိက တိုးတက်မှုကတော့ “plasma effect” လို့ခေါ်တဲ့ အဆင့်မြင့်နည်းပညာမှာ ရှိပါတယ်။ သတ္တုနာနိုဖွဲ့စည်းပုံရဲ့ မျက်နှာပြင်ပေါ်မှာ အလင်းတန်းတွေ ထွန်းလင်းတဲ့အခါ ပစ္စည်းထဲက အီလက်ထရွန်တွေနဲ့ ပဲ့တင်ထပ်ပြီး အီလက်ထရွန်တွေဟာ အလင်းတန်းကြောင့် အတူတကွ ယိမ်းယိုင်ပြီး အထူးလှိုင်းတစ်မျိုးကို ဖန်တီးပေးတယ်လို့ မြင်ယောင်ကြည့်ပါ။ ဒီအတက်အကျကြောင့်ပဲမော်ဂျူလာအလွန်မြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်ဖြင့် optical signal များကို ကိုင်တွယ်ရန်။ စမ်းသပ်မှုရလဒ်များအရ modulator သည် DC (direct current) 1.14 THz အကွာအဝေးအတွင်း ကောင်းမွန်သော modulation လက္ခဏာများကို ပြသပြီး 500 GHz မှ 800 GHz frequency band တွင် တည်ငြိမ်သော gain ရှိကြောင်း ပြသသည်။
modulator ရဲ့ လုပ်ဆောင်ချက်ယန္တရားကို နက်နက်ရှိုင်းရှိုင်းလေ့လာဖို့အတွက် သုတေသနအဖွဲ့ဟာ အသေးစိတ် equivalent circuit model တစ်ခုကို တည်ဆောက်ခဲ့ပြီး simulation ကနေတစ်ဆင့် modulator ရဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် မတူညီတဲ့ structural parameter တွေရဲ့ သြဇာလွှမ်းမိုးမှုကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့ပါတယ်။ စမ်းသပ်မှုရလဒ်တွေဟာ theoretical model နဲ့ ကောင်းကောင်းကိုက်ညီပြီး modulator ရဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်နဲ့ တည်ငြိမ်မှုကို ထပ်မံအတည်ပြုပါတယ်။ ထို့အပြင် သုတေသီများက တိုးတက်မှုအစီအစဉ်တစ်ခုကို အဆိုပြုထားပါတယ်။ အကောင်းဆုံးဒီဇိုင်းကြောင့် ဒီ modulator ရဲ့ operating frequency ဟာ အနာဂတ်မှာ 1THz ထက်ကျော်လွန်နိုင်ပြီး 2THz ကျော်အထိတောင် ရောက်ရှိနိုင်တယ်လို့ မျှော်လင့်ရပါတယ်။
ဤလေ့လာမှုသည် ပလာစမာ၏ ကြီးမားသော အလားအလာကို ပြသသည်အီလက်ထရို-အော့ပတစ် မော်ဂျူလာများTHz ဆက်သွယ်ရေးနှင့် photonic integrated circuits (PICs) တို့တွင်။ ဤကိရိယာသည် ultra-wideband၊ မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ပေါင်းစပ်နိုင်မှုတို့၏ ဝိသေသလက္ခဏာများဖြင့် THz signal modulation အတွက် လုံးဝအသစ်အဆန်းဖြေရှင်းချက်တစ်ခုကို ပေးစွမ်းသည်။ အနာဂတ်တွင် ကိရိယာဒီဇိုင်းနှင့် ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များကို ပိုမိုပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့် plasma modulators များ၏ operating frequency သည် 2 THz ထက်ကျော်လွန်ရန် မျှော်လင့်ရပြီး ပိုမိုမြင့်မားသော data rates များနှင့် ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော spectrum coverage ကို ရရှိစေမည်ဖြစ်သည်။ THz ခေတ်ပေါ်ပေါက်လာခြင်းသည် ပိုမိုမြန်ဆန်သော data transmission နှင့် ပိုမိုတိကျသော sensing capabilities များကိုသာမက wireless communication၊ optical computing နှင့် intelligent detection ကဲ့သို့သော နယ်ပယ်များစွာ၏ နက်ရှိုင်းသောပေါင်းစည်းမှုကိုလည်း မြှင့်တင်ပေးလိမ့်မည်။ plasma electro-optic modulators များ၏ တိုးတက်မှုသည် THz နည်းပညာဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို ဦးဆောင်သည့် အဓိကခြေလှမ်းတစ်ခု ဖြစ်လာနိုင်ပြီး အနာဂတ်သတင်းအချက်အလက်လူ့အဖွဲ့အစည်း၏ မြန်နှုန်းမြင့်အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုအတွက် အခြေခံအုတ်မြစ်ကို ပံ့ပိုးပေးနိုင်သည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၅ ခုနှစ်၊ ဇွန်လ ၉ ရက်