來源:phys.org;電子科技大學太赫茲研究中心 四川太赫茲應用研究聯合課題組 操岳衡 編譯
圖中顯示這些十字型的孔結構是如何改變太赫茲波的輻射角的。來自:加州大學洛杉磯分校。
一個由加州大學洛杉磯分校的電氣工程師們領導的研究團隊研發出了一種人造復合材料,可以控制高頻率的電磁波,例如這些在太赫茲和遠紅外頻段的波。
材料,特別是超材料,因為它的一些性能并未在自然界中發現,所以它們的產生往往能夠對圖像,傳感以及通信的應用產生變革。它能用于醫藥制造生產線上的質量監控,能高速掃描藥片以找到其中的不合格品;利用斷層掃描術可以在早期發現癌變的腫瘤;或者用于形成自適應的高數據速率通信信道。
“太赫茲頻段尤其提供了一些獨特的優勢,例如他們可以‘看見’一些在其他頻段所‘看不見’的細節” ,加州大學洛杉磯分校亨利.薩姆厄工程和應用科學學院電氣工程專業的副教授Mona Jarrahi說“然而他們的使用并不普遍。目前的系統需要一個機械掃描技術來控制太赫茲光束的聚焦區域,就像一個辦公復印機使用一個移動的手臂下的玻璃來捕捉圖像。”
盡管通過小型化和微機電系統的利用,機械光束轉向技術的發展有了廣泛的進展,然而潛在的應用仍然有限。這些微小的系統變得很復雜,由于移動部件和基于太赫茲的系統,他們還沒有被實踐出來。團隊的解決方案很簡單。
“我們的新材料作為一種移動透鏡,可以聚焦到物體的不同區域,而不是機械的移動,其焦點不是電子控制,而是通過改變流過它的電流,“Jarrahi說。”這種材料本身不會移動。”
在硅基底上覆蓋了金屬涂層的二氧化釩,并在上面打上十字型的孔,便制作成了我們需要的材料。它將被放置在用于成像或傳感應用的輻射光束的前面。根據電流的水平,材料可以偏轉光束的焦點,最大可以達到44度,垂直和水平方向都可以。
這項新技術可能會使得成像、傳感和通信技術在太赫茲與遠紅外頻段變得更可靠,結構更緊湊,性價比更高,比目前最先進的速度更快,研究人員說。
該研究論文已發表在Nature Scientific Reports上。