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控制太赫兹传输的诀窍
发布时间:2019-12-16 10:11:42 阅读:147

来源:optics.org;电子科技大学红外毫米波与太赫兹研究院 朱凯星 编译

太赫兹波位于红外波段的远端,就在微波波段开始之前。来源:维基百科/CC BY-SA 3.0

    日本大阪大学(Osaka University)的一个研究小组引进了一种新的太赫兹探测器,它使用以前很难使用的频率范围,能够进行极快的无线数据通信和高灵敏度的雷达探测。他们的方法结合了灵敏电子器件和处理高频的新方法,以实现使用太赫兹辐射发送和接收无线数据的长期目标。他们获得的纪录为每秒30千兆位的实时无差错传输,可能引领下一代(6G)蜂窝网络技术。

    无线数据需求量很大。移动电话不仅需要高速进行视频传输,而且一些生活在农村地区的用户也完全依靠无线进行家庭宽带连接。太赫兹辐射——频率约为每秒1012个周期的电磁波——长期以来一直是科学家和手机公司所追求的。与目前约800兆赫兹的标准相比,高频的太赫兹辐射将允许每秒传输更多的数据。然而,由于两个主要原因,实用的太赫兹接收器仍然难以实现。首先,电磁振荡速度太快,传统电子器件无法处理,太赫兹振荡器和探测器的效率都很低。其次,室温探测器的热噪声掩盖了上述接收信号。

    现在,大阪大学的研究人员发明了一种新型接收器,它不仅克服了这些障碍,还创造了迄今为止最快的无差错实时传输速度的记录。他们使用了一种称为共振隧穿二极管的特殊电子元件。与普通电子器件(电流总是在较大的电压下增加)不同,在共振隧穿二极管中,有特定的“谐振”电压产生峰值电流。因此,存在电流实际随着电压增加而下降的区域。这种非线性行为允许科学家将快速接收的太赫兹信号与器件内部电子振荡器同步,然后将数据与载波分离。最后,灵敏度提高了10,000倍。第一作者Yousuke Nishida说:“在所有基于电子的系统中,我们的无线传输数据速率最高”。

    手机信号塔并不是你将来发现太赫兹辐射的唯一地方。“除了下一代 6G 无线通信外,该技术还可用于各种应用。其中包括光谱传感、无损检测和高分辨率雷达”,相应的作者藤田正彦补充到。

 
 

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