Kontaktiere uns

Wissenschaftler haben das Terahertz-Gerät durch die Integration von Lasern und reflektierenden Spieg

Ein elektromagnetischer Impuls, der eine Millionstel Sekunden dauert, könnte der Schlüssel für medizinische Bildgebung, Kommunikation und Medikamentenentwicklung sein. Aber dieser Puls, bekannt als Terahertz, erfordert komplexe und teure Ausrüstung für lange Zeiträume.

Jetzt haben Forscher der Universität Princeton Terahertz-Geräte drastisch vereinfacht: Übertragen Sie die Laser und reflektierenden Spiegel auf ein Paar Chips, die etwa so groß sind wie die Fingerspitzen.

In einem kürzlich in der Fachzeitschrift IEEE solid circuit veröffentlichten Artikel beschrieben die Forscher einen Mikrochip, der Terahertzwellen erzeugen könnte. Der zweite Chip kann die komplizierten Details der Wellen erfassen und lesen.

Die Zukunft der elektromagnetischen Welle: Ein Terahertz-Chip, der die neue Methode des perspektivischen Materials realisieren kann

Die Terahertz-Welle ist Teil des elektromagnetischen Spektrums, das elektromagnetische Spektrum umfasst drahtloses, Röntgen- und sichtbares Licht, während das erstgenannte zwischen den Mikrowellen- und Infrarotwellenlängen liegt. Terahertz-Wellen haben einige einzigartige Eigenschaften, die das Interesse von Wissenschaftlern wecken. Auf der einen Seite passieren sie die meisten nicht leitenden Materialien, so dass sie in sicheren Anwendungsszenarien durch Verpackung oder zusätzliche Schachteln verwendet werden können. Weil sie weniger Energie als Röntgenstrahlen haben, schädigen sie menschliches Gewebe oder DNA nicht.

Terahertz wird auch verwendet, um verschiedene Chemikalien zu analysieren, die für die Charakterisierung bestimmter Substanzen verwendet werden können, da sie mit unterschiedlichen Chemikalien arbeiten. Diese Fähigkeit, die so genannte Terahertz-Spektroskopie, ist laut Sengupta die vielversprechendste und anspruchsvollste Anwendung mit Lichtwellenanalyse-Materialien.

Um dieses Ziel zu erreichen, starteten die Wissenschaftler eine Reihe von Terahertz-Wellen zu den Zielobjekten und beobachteten dann die Veränderungen ihrer Wechselwirkungen mit der Welle. Die Augen der Menschen sind im Bereich des sichtbaren Lichts ähnlich, und wir sehen ein grünes Licht, das vom Licht des Chlorophylls von Bin-beladenen Blättern in der grünen Lichtfrequenz reflektiert wird.

Die Herausforderung besteht darin, eine breite Palette von Terahertz-Wellen zu erzeugen und ihre Wechselwirkung mit dem Ziel zu erklären. Dies erfordert eine komplexe Anordnung von Vorrichtungen, wie beispielsweise einen sperrigen Terahertz-Generator oder einen ultraschnellen Laser. Die Größe und die Kosten des Geräts sind für die meisten Anwendungen unpraktisch.

Die Forscher haben im Laufe der Jahre viel Arbeit geleistet, um diese Systeme zu vereinfachen. Im September berichtete das Team von Sengupta über eine Möglichkeit, die Größe und die Einrichtung eines Terahertz-Generators zu reduzieren, so dass es wieder zu einem Chip mit einer Größe von einem Millimeter wird. Die Lösung liegt in der neuen abbildenden Antennenfunktion. Wenn die Terahertz-Welle mit den Metallstrukturen innerhalb des Chips interagiert, erzeugen sie ein komplexes elektromagnetisches Feld, das für das einfallende Signal einzigartig ist. Oft werden diese subtilen Bereiche ignoriert. Aber die Forscher erkannten, dass sie das Muster als Signatur auslesen konnten, um die elektromagnetische Welle zu bestimmen. Der gesamte Prozess kann durch winzige Geräte im Mikrochip erfolgen, die zu viel Hertz lesen können.

Daniel Mittleman, ein Ingenieursprofessor an der braunen Universität, sagt, dass die Verbesserung "eine sehr innovative Arbeit ist, und es hat eine Menge Auswirkungen." Mittelmann, Vice President des internationalen Infrarotverbandes Millimeter Millimeterwelle, sagte, dass Terahertz im täglichen Leben Anwendung finden könnte. Wissenschaftler haben noch viel zu tun, bevor sie das Gerät benutzen können, aber die Entwicklung ist vielversprechend .

Zugehöriger Inhalt