소식

Nov 26, 2023

높은

과학 보고서 12권,

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 12778(2022) 이 기사 인용

732 액세스

2 인용

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

최근 전광 변조기는 고속 전광 통신 기술 및 신호 처리에서 높은 비트 전송률 변조를 달성할 수 있는 잠재적으로 가장 유망한 후보입니다. 본 연구에서는 MIR 스펙트럼의 두 파장(3μm 및 5μm)에서 작동하기 위해 두 가지 크기의 양자점에 대해 용액 처리 양자점 구조를 기반으로 하는 2채널 전광 변조기를 도입합니다. 수치적, 이론적 분석을 수행하고 제안된 전광 변조기의 광학적 거동을 평가하기 위해 균질 및 비균질 확장 효과를 고려하여 결합 속도 및 전파 방정식을 풀었습니다. 50GHz 주파수 및 3mW 프로브 전력에서 변조 깊이는 300Wcm−2 펌프 전력 밀도에서 559nm 파장을 갖는 채널 1의 경우 약 94%, 파장이 있는 채널 2의 경우 약 83.5%에 도달합니다. 500Wcm−2 펌프 전력 밀도에서 619nm입니다. 소개된 2채널 전광 변조기는 변조 과정에서 두 파장에서 동시에 작동할 수 있으며, 제어광의 두 신호를 통해 정보가 전송될 수 있습니다. 이 접근 방식은 야간 투시경 카메라의 열 화상, 파장 역다중화, 신호 처리, 자유 신호 처리와 같은 다양한 응용 분야에서 높은 변조 깊이를 갖춘 고대비 및 고속 2채널 전광 변조기로서의 실용적인 장치를 제시할 수 있습니다. 우주통신.

인터넷이 전 세계적으로 대중에게 공개된 1993년부터 방대한 양의 데이터를 전송하려는 수요가 계속해서 증가하고 있습니다. 자연 전송 매체를 사용하는 광섬유 네트워크는 넓은 대역폭을 사용하므로 표준 단일 모드 광섬유는 최대 25THz의 대역폭을 가지므로 매우 높은 비트 전송률이 필요합니다. 오늘날 전 세계 광섬유 네트워크는 40Gbps의 비트 전송률로 작동하며, 최첨단 기술은 항상 비트 전송률과 고속을 향상시키는 방향으로 나아가고 있습니다1,2. 따라서 고속 광통신 기술과 신호 처리는 주로 광 변조기로 언급되는 장치에 의존합니다. 실제로 변조기는 다른 구성요소에 비해 광통신에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 구성 요소를 활용하여 정보는 수 마일을 이동한 후 광빔으로 전송된 다음 광섬유를 통해 통신 및 데이터 공유 네트워크의 중심으로 전달됩니다3,4. 지난 몇 년 동안 광 변조기는 넓은 대역폭과 낮은 손실로 인해 광전자공학 및 광자 장치에서 중요한 역할을 하며 광 정보 처리, 광 상호 연결, 펄스 레이저 엔지니어링 및 환경 감지 분야에서 엄청난 발전을 이루었습니다5,6 7,8,9.

전광 변조기(AOM)는 잠재적으로 높은 비트 전송률 변조를 달성할 수 있는 가장 유망한 후보입니다. 여기서 빛은 빛에 의해 변조되며 전기 광학 변조에 비해 전광 신호 처리에서 고유한 이점을 갖습니다. 또는 음향 광학 변조14,15. 최근 전광 변조는 기존 광 스위칭4,10에서 빛과 전기 사이의 변환 과정을 없애기 때문에 빠른 광자 네트워크를 가능하게 할 가능성이 높습니다. AOM은 외부 열, 전자 및 기타 효과5,8,9를 가하지 않고 광 신호가 광 영역에서 변조될 수 있는 넓은 대역폭, 빠른 응답 및 컴팩트한 크기로 널리 검사되었습니다. AOM의 목표는 성능 속도를 높이는 것뿐만 아니라 현재 MIR 감지 기술을 기반으로 광대역 자유 공간 통신, 변동 방지 대기 이미징 및 초고속 비행 시간 감지와 같은 새로운 응용 프로그램을 제공하는 것입니다16 ,17.

빛을 능동적으로 제어하기 위해 반도체 양자점(QD)4,10,18을 적용하여 흥미로운 응용 사례가 많이 있었습니다. 최근 통신 파장의 AOM에 대한 연구가 철저히 개발되었으며 이 분야에서 눈에 띄는 발전을 목격했습니다. 이를 위해 파장 515 nm의 제어광과 1426 nm의 신호광 사이의 효율적인 상호 작용을 기반으로 한 AOM의 실험적 시연을 통해 상호 전파하는 표면 플라즈몬 폴라리톤(SPP)으로 변환하여 도달했습니다. CdSe QD의 얇은 층. 낮은 전력 밀도(~100Wcm-2) 및 약 25MHz의 변조 주파수에서의 광 변조는 높은 SPP 전계 감금 및 높은 QD 흡수 단면으로 인해 관찰되었습니다. 이 파장 범위에서 변조 깊이(MD)와 변조 주파수를 향상시키기 위해 강한(560Wcm-2) 파장의 빛을 펌핑하는 CdSe-QDs 도핑 유리 기반 AOM을 설계하는 새로운 절차가 가설적으로 보고되었습니다. 460nm의 파장을 사용하여 MD가 96%이고 변조 주파수가 70GHz4인 1522nm의 신호광을 변조했습니다. 조명 제어 조명 작업 개발에서 2D 재료의 고유한 광학 특성 덕분에 그래핀 클래드 마이크로섬유 AOM은 1550nm 파장의 신호광이 38%의 MD와 200MHz의 변조 주파수로 실험적으로 달성될 수 있습니다. 1064nm의 빛으로 제어됩니다19. 또한, MXene 기반 공간 교차 위상 변조 방법을 사용하는 AOM은 파장 671nm의 강한 제어 광(~40Wcm-2)을 활용하여 532nm20의 또 다른 약한 신호광을 변조하도록 설계되었습니다.