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美國科學家研制出首款太赫茲帶通濾波器


Utah大學的科學家們論證了全球首款帶通濾波器,使用一個單段錘式破碎機未經使用的電磁頻譜。工作在太赫茲空隙,中央頻率為每秒1萬億周砂石清洗機期,科學家們利用表面等離極化激元(plasmonpolariton)實現了通信系統(tǒng)所需的三大必要元件之一。

  未經許可的頻譜區(qū)域是全世界范圍內的積極研究領域。它在911之后引起特別注意,斗提因為太赫茲輻射能穿透衣物,但不能穿透金屬,使太赫茲掃描反擊破碎機儀能輕易認出被遮掩的武器。

  太赫茲帶通濾波器是光電混合器件,能實現具有X射線透視的掃描儀和超高速通信系統(tǒng)ZS系列振動長方分篩機,但沒有X射線的破壞性。Utah大學電氣工程師兼副教授AjayNahata表示:“我們發(fā)現,在穿孔的金屬表面和空氣之間等離極化激元與電磁波耦合作為介電質,在特定頻率處進行干擾,使準晶體能在太赫碎石生產設備茲頻帶處成為非常高效的帶通濾波器。下一步我們計劃將研制能象光器件一樣發(fā)射太赫茲輻射的調制器,但能用電信號開關,從而實現甚高速通信及更安全的掃描儀。”

  Nahata指出料倉破拱,太赫茲輻射能被廣泛應用前仍然有許多技術障礙需要清除。尤其是,電氣工程師必須得發(fā)明開關并調制這些令人難以捉摸的波形的方法。其中一些問題也解釋了“為什么電磁頻譜的這一區(qū)域從來沒有被開發(fā)利用”的原因。

  Nahata表示,“從我的觀點來看,最有趣的問題是鄂式破碎機如何研制可調濾波器,如何研制調制器和開關,而它們是真正意義上的光電混合器件,而不是其中的一種?!?

  表面等離極化激元由導體和絕緣體之間的諧振電子集合組成。它們將電子與光子聚合,形成新的物體稱為準微粒。表面等離極化激元已展現出在一定光頻CZ系列倉壁振動器帶內增強傳輸的能力,但Utah的成果是首次作為太赫茲頻帶內的帶通濾波器。

  這種偽單器件,以晶體形式穿孔的金屬薄膜,采用與微波爐相同的原理。如同微波爐窗口的穿孔金屬盤,Naha破碎機ta的準晶體也穿孔,透過毫米波長的太赫茲輻射。但孔的大小被仔細選定,以產生可在特定頻率下諧振的表面等離極化激元,使這些頻帶能通過。

  Nahata和他的同事加工了多種多電磁震動給料機樣的準晶體拓撲,通過調整孔的尺寸從四分之一到二分之一毫米確定了這種太赫茲帶通濾波器的寬度和中心頻率。

  除了在通信領域的應用,研究人員還著重研究了隱蔽成套砂石生產線金屬、化學和生物武器的檢測。金屬武器可通過太赫茲類似X光的成像方法被檢測出來。生物和化學武器能用可記錄太赫茲頻帶諧振的振蕩光譜儀辨認出來,其類型特別針對一定的化合物。

  研究人員還論證了通過傾斜孔箔(foil)來調整中心頻率的能力,以調節(jié)太赫茲帶通固定式輸送機濾波器。研究人員計劃今后構建開關和調制器,從而實現未來太赫茲通信和安全掃描儀所需的所有元器件。該跨學科研究由美國軍隊研究辦公室和Utah大學Synergy項目出資推動。

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