驯服太赫兹传输的技巧

大阪大学的研究团队推出了一种新型太赫兹探测器，该探测器通过使用以前很难工作的频率范围实现了极快的无线数据通信和高度灵敏的雷达。他们的方法结合了灵敏的电子设备和处理高频的新颖方法，以达到长期追求的目标，即使用太赫兹辐射发送和接收无线数据。他们获得的创纪录的每秒30吉比特的实时无错误传输可能会引领下一代(6G)蜂窝网络技术。

对无线数据的需求很大。移动电话不仅需要高速以在旅途中流式传输视频，而且一些生活在农村地区的人完全依靠无线网络实现家庭宽带连接。太赫兹辐射-频率约为1012的电磁波每秒循环数-长期以来一直吸引着科学家和手机公司。与目前约800 MHz的标准相比，太赫兹辐射的高频将允许每秒传输更多数据。然而，由于两个主要原因，实用的太赫兹接收器仍然难以捉摸。首先，电磁振荡太快以至于传统电子设备无法处理，太赫兹振荡器和检测器的效率都很差。其次，室温检测器的热噪声掩盖了上面接收的信号。

现在，大阪大学的研究人员发明了一种新颖的接收器，不仅可以克服这些障碍，而且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谐振隧道二极管的特殊电子元件。与通常在较高电压下电流不断增加的普通电子设备相反，在谐振隧道二极管中，存在一个特定的“谐振”电压，该电压会产生峰值电流。因此，存在其中电流实际上随着电压增加而下降的区域。这种非线性行为使科学家可以将快速接收到的太赫兹信号与设备中的内部电子振荡器进行同步，然后将数据与载波分离。最后，灵敏度提高了10,000倍。”

手机塔并不是将来可能会发现太赫兹辐射的唯一场所。“这项技术除了可以用于下一代6G无线通信之外，还可以在广泛的应用中使用。这些技术包括光谱感应，无损检测和高分辨率雷达，”通讯作者藤田雅之(Masayuki Fujita)补充道。

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