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工程师研发可编程超表面设备 用太赫兹通信频段超高速传输数据
发布时间:2021-01-21 09:22:17 阅读:102

来源:中国科技新闻网

    据外媒报道,普林斯顿大学(Princeton University)的工程师研发了一种可编程的超表面设备,可以利用太赫兹通信频段,实现超高速数据传输。

(图片来源:普林斯顿大学)

    在电磁波频谱中,太赫兹波段位于微波和红外之间,与现有的基于无线电的无线系统相比, 数据传输能力更强。然而,与无线电波不同的是,太赫兹波段依赖视线,当存在物理障碍时,其工作效果并不好。但新的超表面装置可以克服这一限制,可在任何理想的方向反射射入的太赫兹波。

    普林斯顿大学电气工程副教授Kaushik Sengupta表示,“目前的无线电波发射器就像灯泡,会把光发送到所有地方,而太赫兹光束就像激光笔。一个可编程的超表面可以产生任何可能的表面,就像超级投影仪一样。”

    据报道,这种超表面具有数百个可编程的太赫兹元素,每个元素直径小于100微米,高度仅为3.4微米。该设备由铜层制成,还结合了与结构产生共振的有源电子器件,因此其几何结构能以每秒数十亿次的速度重新配置。根据所需应用,一个单一的太赫兹入射光束可以被分割成几个动态的、可定向的光束,以保持在接收器的视线范围内。Sengupta称,“这些表面元素就像乐高积木一样,都是可编程的。”

    为了进行概念证明,研究团队使用576个可编程元素,对表面元素阵列进行了测试,并通过投射不可见的太赫兹全息图,演示光束控制。据研究人员称,这些元素可在更大的阵列中扩展,并且可将其作为一种智能壁纸,整合到环境中,以便在需要的地方反射太赫兹波。

    布朗大学工程学教授Daniel Mittleman虽然没有参与这项研究,但他表示,“这项新工作展示了一种新方法,与之前的大多数方法不同,可扩展到太赫兹范围。关键是,我们现在掌握了一种实用的方法,可以主动控制太赫兹光束的波前、光束大小、光束方向和其他特征。”

    该技术的其他应用还包括手势识别、成像、工业自动化,以及自动驾驶汽车。在自动驾驶汽车中,太赫兹波段传感器和摄像头可以提高车辆感知能力和反应速度。

 
 

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