無線通信技術的未來：太赫茲

來自澳大利亞的電氣和光學的工程師設計了一種新的平台，可以定製電信和光的傳輸。他們實驗證明他們的系統使用一個新的傳輸波長，具有更高的帶寬容量，比目前使用的無線通信要大很多。近期發表於《APL Photonics》雜誌的一篇文章，研究人員利用實驗開闢了通信和光子學技術的新視野。在論文中，研究人員提出的理論框架包括：在金屬基板上的孔與介質纖維放在頂部作為一個磁偶極子發射器，可由入射的波激發。

澳大利亞的一些電氣和光學工程師設計了這一種新的平台，可以實現電信和光傳輸功能的改進。這些合作的研究人員分別來自悉尼和堪培拉的新南威爾士大學、阿得雷德大學、南澳大利亞大學和澳大利亞國立大學，他們利用實驗證明了他們的系統，系統使用一個新的傳輸波長，實現了比當前無線通信中更高的帶寬容量。近期發表的這篇論文為通信和光子學技術開闢了新的研究視野。

光纖是數據傳輸介質速度的領跑者，其中的數據利用微波進行編碼。微波輻射是一種波長較長的電磁輻射，因此比可見光的頻率低。目前的微波無線網路工作在低千兆赫的頻率帶寬。在當前的數字時代，需要大量數據的快速傳輸，微波帶寬的限制越來越明顯。

在這項研究中，科學家研究了太赫茲輻射，它的波長比微波短，因此具有更高的帶寬數據傳輸能力。此外，太赫茲輻射提供了一個更集中的信號，可以提高通信站的效率和降低移動塔的功耗。「我們覺得太赫茲頻率將是無線通信的未來，」Shaghik Atakaramians說，他是這篇文章的作者。然而，科學家一直無法研製出太赫茲磁源，這是利用光的磁特性來實現太赫茲設備的必要步驟。

研究人員研究了太赫茲波在與物體相互作用時的變化規律。在以往的工作中，atakaramians及其合作者提出一個磁性的太赫茲輻射源在理論上可以產生一個點光源時，通過亞波長的光纖，即一種直徑比輻射波長還要小的光纖維。在這項研究中，他們通過一個簡單的裝置，通過直徑為亞波長的光纖相鄰的一個狹窄的孔，將太赫茲輻射引導到一個簡單的裝置上，實驗證明了它們的概念。這種纖維是由一種玻璃材料製成的，它能支撐一個循環電場，這對於太赫茲輻射的磁感應和增強至關重要。

「創造太赫磁源開闢了新的研究方向，」Atakaramians說。太赫茲磁源可以幫助微和納米器件的發展。例如，機場的太赫茲安檢可以像X射線那樣有效地顯示隱藏物品和爆炸物，但不存在X射線電離的危險。

源光纖平台的另一個優點是，在這種情況下，使用磁性太赫茲源，是通過改變系統來改善太赫茲傳輸的能力。「我們可以定義這種反應的類型，我們要從系統中通過改變源和光纖的相對取向，」Atakaramians說。

Atakaramians強調這種能力有選擇性地增強輻射並不局限於太赫茲波段。「這裡的概念意義是適用於整個電磁波譜與原子輻射的來源，」Shahraam Afshar說，他是該研究項目的研究主任。這種新興技術微廣泛的納米技術和量子技術如量子信號處理等領域的應用開闢了嶄新道路。

來源：https://phys.org/news/2018-02-future-wireless-terahertz.html

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