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新技术将太赫兹波放大3万多倍,有望为6G通信频率商业化带来变革
发布时间:2024-01-08 15:43:21 阅读:295

来源:科技日报 作者:刘霞

    韩国蔚山国立科技大学与美国田纳西大学、橡树岭国家实验室的研究团队合作开发出一种新技术,成功优化了专门用于6G通信的太赫兹(THz)纳米谐振器,将太赫兹电磁波放大3万倍以上。这一突破有望为6G通信频率的商业化带来变革。相关论文发表于最新一期《纳米快报》杂志。

研究示意图
图片来源:《纳米快报》

    以前,即使利用超级计算机处理,设计太赫兹纳米谐振器也很耗时。在最新研究中,研究人员利用个人计算机,通过集成基于物理理论模型的人工智能(AI)学习,提高了太赫兹纳米谐振器的效率,并通过一系列太赫兹电磁波传输实验,对新开发的纳米谐振器的效率进行了评估。

    评估结果令人震惊:新设计出的太赫兹纳米谐振器产生的电场是一般电磁波产生电场的3万倍。而且,与之前报道的太赫兹纳米谐振器相比,新谐振器的效率提高了3倍。

    研究人员解释道,一般来说,基于AI的逆向设计技术主要用于在可见光或红外区域内设计光学器件结构,但这些区域仅为所有波长的一小部分。将这些技术应用于6G通信所用的太赫兹频率范围(0.075THz-0.3THz)面临极大挑战,因为太赫兹的波长要小得多。

    鉴于此,团队设计了一种创新方法,将一种新的太赫兹纳米谐振器与基于物理理论模型的AI逆向设计方法相结合。这种方法能在不到40小时内对设备进行优化,即使在个人计算机上也是如此。而此前,科学家进行一次此类模拟需要数十小时,对设备优化一次可能需要数百年。

    研究人员强调,优化后的纳米谐振器有望对超精密探测器、超小分子探测传感器和热辐射计等设备产生重大影响。而且,这项研究中使用的方法不仅限于特定的纳米结构,还可扩展到使用不同波长或结构的物理理论模型的研究。

 
 

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