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无线通信的未来是太赫兹

时间:2020-04-26 14:38:22 | 来源:

澳大利亚的电气和光学工程师设计了一个新颖的平台,可以定制电信和光学传输。来自悉尼和堪培拉的新南威尔士大学,阿德莱德大学,南澳大利亚大学和澳大利亚国立大学的合作科学家通过实验证明了他们的系统使用新的传输波长,具有比当前无线通信中使用的更高的带宽容量。本周在AIP出版的APL Photonics中进行了报道,这些实验为通信和光子技术开辟了新的视野。

光纤是快速数据传输的先行者,数据编码为微波辐射。微波辐射是一种电磁辐射,其波长比可见光更长,因此频率更低。当前的微波无线网络在低千兆赫兹频率带宽下工作。在当今需要快速传输大量数据的数字时代,微波带宽的限制变得越来越明显。

在这项研究中,科学家检查了太赫兹辐射,其波长比微波短,因此具有更高的数据传输带宽容量。此外,太赫兹辐射提供了更集中的信号,可以提高通信站的效率并减少移动塔的功耗。该论文的作者Shaghik Atakaramians说:“我认为进入太赫兹频率将是无线通信的未来。”但是,科学家们无法开发太赫兹磁源,这是为太赫兹设备利用光的磁性的必要步骤。

研究人员研究了太赫兹波的模式如何在与物体相互作用时发生变化。在先前的工作中,Atakaramians和合作者提出,理论上,当将点光源引导通过亚波长光纤时,可以制造出磁太赫兹源,该光纤的直径小于辐射波长。在这项研究中,他们通过一种简单的装置实验性地证明了他们的概念-将太赫兹辐射引导通过与亚波长直径的光纤相邻的狭窄孔。该纤维由支撑循环电场的玻璃材料制成,这对于磁感应和太赫兹辐射的增强至关重要。

Atakaramians说:“创造太赫兹磁源为我们打开了新的方向。”太赫兹磁源可以帮助开发微型和纳米设备。例如,在机场进行太赫兹安全检查可以像X射线一样有效地发现隐藏的物品和爆炸性材料,但没有X射线电离的危险。

源光纤平台的另一个优点(在这种情况下使用磁性太赫兹源)是通过调整系统来改变太赫兹传输增强的可靠功能。Atakaramians说:“我们可以通过改变光源和光纤的相对方向来定义从系统中获得响应的类型。”

Atakaramians强调说,这种选择性增强辐射的能力不仅限于太赫兹波长。研究主管Shahraam Afshar说:“这里的概念意义适用于整个电磁波谱和原子辐射源。”这就为各种纳米技术和量子技术(例如量子信号处理)打开了新的发展之门。

这项研究由英联邦和南澳大利亚州政府,澳大利亚研究委员会和玛丽·斯库多夫斯卡·居里基金会资助。

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