瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)和美国哈佛大学科学家协作,研制出一款新式集成芯片,完成了太赫兹波与光信号的彼此转化。相关研讨成果发表于最新一期《天然·通讯》杂志,有助推进超高速通讯、测距、高分辩光谱以及超快核算等范畴的开展。
太赫兹波与光在频率规模和发生机制上存在十分显着差异。太赫兹波指频率在0.1太赫兹(10
12赫兹)至10太赫兹之间的电磁波,在电磁波谱中坐落微波(用于WiFi等电信技能)与红外线(用于激光器和光纤)之间。光是指电磁波谱中的可见光部分。尽管太赫兹波在6G通讯、不损伤原有设备的检测、医疗成像等范畴展现出巨大潜力,但怎么让其与现有光通讯技能无缝联接,一直是困扰科学家的难题。
2023年,该研讨团队曾运用超薄铌酸锂光子芯片,完成了激光调控太赫兹波的打破。现在,他们更进一步:新式集成芯片就像为两种电磁波打造了“双语翻译器”,不只能让光“说”出太赫兹波,还能把太赫兹波“译”回光信号。这种双向转化才能,标志着太赫兹—光交融技能迈上新台阶。
该芯片的立异点在于,研讨团队在此前研制出的铌酸锂芯片上,精巧规划了两种微米级结构:形同微型天线的传输线担任引导太赫兹波;相邻的光波导则像光纤般束缚光波。二者“比邻而居”,完成了太赫兹波和光以最小的能量丢失彼此效果和转化。这种规划犹如在芯片上制作了“立体交通网”,让不同频段的电磁波各行其道又彼此连通。
该芯片可用于开发太赫兹基雷达,完成毫米级差错测距。此外,因为“体型”细巧,还可与激光器、光调制器和探测器等光子设备兼容。进一步缩小该芯片尺寸后,可无缝集成到无人驾驶轿车中运用的下一代通讯和测距体系,也有望在6G高速通讯范畴发挥及其重要的效果。