Nueva banda ultra ancha de 997 GHzmodulador electroóptico
Un nuevo modulador electroóptico de banda ultra ancha ha establecido un récord de ancho de banda de 997 GHz
Recientemente, un equipo de investigación en Zúrich, Suiza, desarrolló con éxito un modulador electroóptico de banda ultraancha que opera en frecuencias de 10 MHz a 1,14 THz, estableciendo un récord de ancho de banda de 3 dB a 997 GHz, el doble del récord actual. Este avance se atribuye al diseño optimizado de moduladores de plasma, lo que abre un nuevo camino para futuros circuitos integrados fotónicos (PIC) de terahercios.
Actualmente, la comunicación inalámbrica se basa principalmente en microondas y ondas milimétricas, pero los recursos espectrales de estas bandas de frecuencia han tendido a saturarse. Si bien la comunicación óptica ofrece un gran ancho de banda, no puede utilizarse directamente para la transmisión inalámbrica en el espacio libre. Por lo tanto, la comunicación en THz se considera el "puente dorado" que conecta las redes inalámbricas y de fibra óptica, ofreciendo una solución ideal para sistemas de comunicación 6G y de mayor velocidad. El problema radica en el rendimiento de los moduladores electroópticos existentes (como...modulador de LiNbO₃, InGaAs y materiales basados en silicio) en la banda de frecuencias de THz es insuficiente. La atenuación de la señal es evidente. El ancho de banda operativo es de tan solo unos 14 GHz y la frecuencia portadora máxima es de tan solo 100 GHz, lo que dista mucho de cumplir con los estándares requeridos para la comunicación de THz. En este artículo, investigadores han desarrollado un nuevo modulador basado en plasma, que aumenta con éxito el ancho de banda de 3 dB a 997 GHz, el doble del récord actual, como se muestra en la Figura 1. Este avance no solo supera las limitaciones de las tecnologías tradicionales, sino que también amplía el camino para el desarrollo futuro de la comunicación de THz.
Figura 1 Modulador electroóptico de plasma con ancho de banda de THz
El principal avance de este nuevo tipo de modulador reside en la tecnología de punta denominada "efecto plasma". Imagine que, cuando la luz incide sobre la superficie de una nanoestructura metálica, resuena con los electrones del material: estos oscilan colectivamente impulsados por la luz, formando un tipo especial de onda. Es precisamente esta fluctuación la que permite...moduladorPara manipular señales ópticas con una eficiencia extremadamente alta. Los resultados experimentales muestran que el modulador presenta buenas características de modulación en el rango de CC (corriente continua) a 1,14 THz y una ganancia estable en la banda de frecuencia de 500 GHz a 800 GHz.
Para estudiar a fondo el mecanismo de funcionamiento del modulador, el equipo de investigación construyó un modelo detallado de circuito equivalente y analizó mediante simulación la influencia de diferentes parámetros estructurales en su rendimiento. Los resultados experimentales concuerdan con el modelo teórico, lo que confirma la eficiencia y la estabilidad del modulador. Además, los investigadores han propuesto un plan de mejora. Se espera que, gracias a un diseño optimizado, la frecuencia de funcionamiento de este modulador supere 1 THz en el futuro, ¡e incluso supere los 2 THz!
Este estudio demuestra el gran potencial del plasmamoduladores electroópticosEn comunicación THz y circuitos integrados fotónicos (PIC). Este dispositivo, con sus características de banda ultraancha, alta eficiencia e integrabilidad, ofrece una solución completamente nueva para la modulación de señales THz. En el futuro, gracias a la optimización del diseño y los procesos de fabricación de dispositivos, se espera que la frecuencia de operación de los moduladores de plasma supere los 2 THz, logrando velocidades de datos más altas y una cobertura de espectro más amplia. La llegada de la era THz no solo implica una transmisión de datos más rápida y capacidades de detección más precisas, sino que también promoverá la integración profunda de múltiples campos, como la comunicación inalámbrica, la computación óptica y la detección inteligente. El avance de los moduladores electroópticos de plasma podría convertirse en un paso clave para el desarrollo de la tecnología THz, sentando las bases para la interconexión de alta velocidad de la futura sociedad de la información.
Hora de publicación: 09-jun-2025