В Принстоне создан ключевой компонент будущих терагерцевых сетей
Такие зарождающиеся технологии, как беспилотные автомобили и приложения дополненной реальности, предъявляют повышенные требования к скорости передачи данных, которые способен удовлетворить терагерцевый диапазон электромагнитного спектра. Уникальная программируемая поверхность - метаповерхность - собранная из крошечных микросхем исследователями Принстонского университета, позволит инженерам контролировать и фокусировать передачи в терагерцевом диапазоне.
Устройство с возможностью управления входящими терагерцевыми волнами и фокусировки их в любом желаемом направлении способно не только помочь реализовать динамически реконфигурируемые беспроводные сети, но также открыть новые технологии высокоточных измерений и визуализации для следующего поколения робототехнических, киберфизических систем и промышленной автоматизации.
В работе, опубликованном 14 декабря в журнале Nature Electronics, сотрудники исследовательской лаборатории интегрированных микросистем описали конструкцию метаповерхности, которая состоит из сотен программируемых терагерцевых элементов, каждый диаметром менее 100 мкм и высотой 3,4 мкм. Они сделаны из слоев меди и соединены с активной электроникой, которая может изменять их геометрию со частотой несколько миллиардов раз в секунду. Эти изменения, программируемые в зависимости от желаемого применения, разделяют входящий терагерцевый луч на несколько динамических, управляемых лучей, нацеленных на приемники.
Поскольку метаповерхность изготовлена из стандартных кремниевых компонентов, она может производиться серийно с низкой себестоимостью и использоваться для размещения на зданиях, уличных знаках и других поверхностях.
В целях демонстрации концепции исследователи из Принстона изготовили на заводе по производству кремниевых чипов массивы с 576 программируемыми элементами и успешно применили их для управления лучом путем проецирования невидимых терагерцевых голограмм.
Авторы отмечают, что программируемые метаповерхности требуют дальнейшего совершенствования для интеграции в инновационные сети следующего поколения.
