3D-printed demultiplexer circuits using suspended-in-air grating couplers for terahertz communications
Notice bibliographique
Résumé
Integrated photonic circuits are in great demand for the upcoming THz communications. This work explores 3D printing to realize high-quality, high-refractive-index-contrast integrated components and devices for demultiplexing terahertz channels within the Wavelength Division Multiplexing modality. Namely, by printing integrated circuits using Polypropylene filaments suspended in air, we profit from the high-refractive index contrast of such a material combination to realize relatively compact low-loss waveguides, bends, couplers, and fiber Bragg gratings. The two-nozzle FDM printer allows simultaneous printing with filaments of two distinct sizes of 800um and 400um, with the larger filament used to make waveguides and couplers, and the smaller one used to define high-quality fiber Bragg gratings containing as much as 100 periods and featuring stop bands as wide as 10 GHz. Furthermore, by employing judiciously designed mechanical supports we show how to integrate such subcomponents into functional components such as single-channel drop filters. Finally, we developed a low-loss splicing technique for joining several components into functional devices and demonstrated four-channel THz WDM demultiplexers with in-plane (horizontal) and a more compact out-of-plane (vertical) integration. Experimentally, three-channel demultiplexers of THz signals with individual data rates up to 6 Gbps were demonstrated. Using finite element numerical modeling, integrated circuits were optimized for operation in the 120-165 GHz frequency band featuring ~5 GHz individual channel bandwidths and ~3 GHz inter-channel spectral spacing, and good agreement with the experiments was observed. We believe that the suspended-in-air integrated terahertz circuits hold strong potential for developing various linear optic transformers that will play a key role in energy-efficient analog processing of data streams for the upcoming terahertz communications. This is because of the high quality of the resultant circuits, ease of fabrication, and low infrastructure costs necessary for their manufacturing, thus allowing low-cost fast turnaround prototyping and development of terahertz signal processing devices even with the simplest 3D printing systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».