La radiación de Terahercios es una porción relativamente inexplorada del espectro electromagnético, pero promete innumerables aplicaciones nuevas de imágenes, así como redes de comunicación inalámbricas con un ancho de banda extremadamente alto. El problema es que hay pocos componentes disponibles para la venta.manipulando ondas terahercios.
Ahora, los investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Brown han desarrollado un nuevo tipo de lente para enfocar la radiación de terahercios que abarca de aproximadamente 100 a 10,000 GHz. La lente, hecha de una serie de placas metálicas apiladas con espacios entre ellas, funcionaigual o mejor que las lentes de terahercios existentes, y la arquitectura utilizada para construir el dispositivo podría preparar el escenario para una gama de otros componentes de terahercios que actualmente no existen.
El trabajo fue dirigido por Rajind Mendis, profesor asistente de ingeniería investigación en Brown, quien trabajó con Dan Mittleman, profesor de ingeniería en Brown. El trabajo se describe en la revista Nature Informes científicos .
"Cualquier sistema fotónico que use terahercios, ya sea en imágenes, comunicaciones inalámbricas u otra cosa, requerirá lentes", dijo Dan Mittleman, profesor de ingeniería en Brown y autor principal del nuevo artículo. "Queríamosbuscar nuevas formas de enfocar la radiación de terahercios "
La mayoría de las lentes usan las propiedades refractivas de un material para enfocar la energía de la luz. Los anteojos, por ejemplo, usan vidrio convexo para doblar la luz visible y enfocarla en un determinado lugar. Pero para esta nueva lente de terahercios, las propiedades de los materiales utilizados noNo importa tanto como la forma en que se organizan los materiales.
"Es importante la arquitectura aquí", dijo Mendis.
El nuevo dispositivo está hecho de 32 placas metálicas, cada una de 100 micras de espesor, con un espacio de 1 milímetro entre cada placa. Las placas tienen muescas semicirculares de diferentes tamaños cortadas de un borde, de modo que cuando se apilan horizontalmente las muescas forman unDivisor tridimensional en un lado del dispositivo. Cuando un haz de terahercios entra en el lado de entrada del dispositivo, las rebanadas del haz viajan a través de los espacios entre las placas. El lado cóncavo de salida del dispositivo dobla las rebanadas del haz en diversos grados.que las rebanadas están todas enfocadas en cierto punto.
Utilizando la configuración desarrollada para este nuevo estudio, los investigadores pudieron enfocar un haz de terahercios de dos centímetros de diámetro hacia un punto de cuatro milímetros. La transmisión de radiación a través del dispositivo: la cantidad de radiación que pasa a través dellos espacios, en lugar de reflejarse hacia la fuente o disiparse dentro del dispositivo, eran aproximadamente el 80 por ciento. Eso es significativamente mejor que las lentes de silicio, que generalmente tienen una pérdida de transmisión de aproximadamente el 50 por ciento, y casi lo mismo que las lentes hechas de teflón
Sin embargo, el nuevo dispositivo tiene algunas ventajas sobre las lentes de teflón existentes. En particular, al cambiar el espacio entre las placas, el nuevo dispositivo se puede calibrar para longitudes de onda de terahercios específicas, algo que no es posible con las lentes existentes.
"Eso puede ser particularmente interesante si desea visualizar cosas en una frecuencia y no en otras", dijo Mittleman. "Una de las cosas importantes aquí es que este diseño le ofrece una versatilidad que un simple trozo de plástico con una curvala superficie no ofrece "
El trabajo también sugiere que la técnica de usar placas de metal espaciadas para manipular la radiación de terahercios podría ser útil para hacer otros tipos de componentes que actualmente no existen. Dado que una arquitectura metálica imita un plástico un dieléctrico, esta tecnología de materiales esllamado "dieléctricos artificiales"
"Tanto como cualquier otra cosa, este documento demuestra que la tecnología es factible", dijo Mittleman. "Ahora podemos ir y hacer dispositivos que son totalmente nuevos en el mundo de los terahercios".
Mendis dijo que se podría usar la misma tecnología para hacer un divisor de haz polarizante para ondas de terahercios, un dispositivo que separa las ondas de acuerdo con su estado de polarización. Tal dispositivo podría usarse para implementar puertas lógicas elementales para sistemas fotónicos de terahercios,donde los estados lógicos binarios uno y cero se asignan a los dos estados de polarización. Ese sería un componente esencial de una red de datos de terahercios.
"El espíritu de este trabajo es desarrollar una nueva tecnología para construir componentes de terahercios que podrían ser alternativas a las cosas que existen o que podrían ser nuevas", dijo Mittleman. "Eso es importante para el campo de terahercios porque no hay muchasde componentes listos para usar todavía "
Otros autores del artículo fueron Masaya Nagai profesora de la Universidad de Osaka en Japón, Yiqiu Wang estudiante universitario de la Universidad de Rice y Nicholas Karl estudiante de doctorado de Brown.
El estudio fue financiado por la National Science Foundation y la Keck Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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