Wissenschaftler haben das Terahertz-Gerät vereinfacht, indem sie Laser und reflektierende Spiegel in

Ein elektromagnetischer Impuls, der eine Millionstel Sekunde dauert, könnte der Schlüssel zur medizinischen Bildgebung, Kommunikation und Arzneimittelentwicklung sein. Aber dieser als Terahertz bekannte Impuls erfordert über lange Zeiträume eine komplexe und teure Ausrüstung.

Jetzt haben Forscher der Princeton University 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 Zeitschrift IEEE solid circuit veröffentlichten Artikel beschrieben die Forscher einen Mikrochip, der Terahertz-Wellen erzeugen könnte. Der zweite Chip kann die komplizierten Details der Wellen erfassen und lesen.

Die Zukunft elektromagnetischer Wellen: ein Terahertz-Chip, der die neue Methode des Perspektivmaterials realisieren kann

Terahertz-Wellen sind Teil des elektromagnetischen Spektrums, das elektromagnetische Spektrum umfasst drahtloses, Röntgen- und sichtbares Licht, während ersteres zwischen den Mikrowellen- und Infrarotwellenlängen liegt. Terahertzwellen haben einige einzigartige Eigenschaften, die das Interesse von Wissenschaftlern wecken. Einerseits passieren sie die meisten nichtleitenden Materialien, sodass sie durch Verpackung oder Extrakartons in sicheren Anwendungsszenarien eingesetzt werden können. Da sie weniger Energie als Röntgenstrahlen haben, schädigen sie menschliches Gewebe oder DNA nicht.

Terahertz wird auch verwendet, um verschiedene Chemikalien zu analysieren, die aufgrund ihrer unterschiedlichen Arbeitsweise mit verschiedenen Chemikalien zur Charakterisierung bestimmter Substanzen verwendet werden können. Diese als Spectra-Terahertz-Technologie bekannte Fähigkeit ist die vielversprechendste und herausforderndste Anwendung bei der Verwendung von Lichtwellenanalysematerialien, sagt Sengupta.

Um dieses Ziel zu erreichen, schickten die Wissenschaftler eine Reihe von Terahertz-Wellen zu den Zielobjekten und beobachteten dann die Änderungen 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 mit Müll beladenen Blättern in der grünen Lichtfrequenz reflektiert wird.

Die Herausforderung besteht darin, ein breites Spektrum an Terahertz-Wellen zu erzeugen und ihre Wechselwirkung mit dem Ziel zu erklären. Dies erfordert eine komplexe Anordnung von Geräten, wie z. B. einen sperrigen Terahertz-Generator oder einen ultraschnellen Laser. Die Größe und Kosten des Geräts sind für die meisten Anwendungen unpraktisch.

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 das Gerät eines Terahertz-Generators zu reduzieren und ihn zu einem Chip von Millimetergröße zurückzubringen. Die Lösung liegt in der neuen Imaging-Antennenfunktion. Wenn die Terahertz-Welle mit den Metallstrukturen im Inneren des Chips interagiert, erzeugen sie ein komplexes elektromagnetisches Feld, das für das einfallende Signal einzigartig ist. Oft werden diese subtilen Bereiche ignoriert. Doch 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 Inneren des Mikrochips durchgeführt werden, die zu viel Hertz lesen können.

Daniel Mittleman, Ingenieurprofessor an der Brown University, sagt, die Verbesserung sei „eine sehr innovative Arbeit mit großer Wirkung“. Mittleman, Vizepräsident der Internationalen Vereinigung für Infrarot-Millimeterwellen, sagte, dass im Terahertz-Band damit begonnen werden könnte, es im Alltag anzuwenden, Wissenschaftler haben noch viel zu tun, bevor sie das Gerät verwenden können, aber die Entwicklung ist vielversprechend .