Pẹlu olokiki ti o pọ si ti awọn ẹrọ alailowaya, awọn iṣẹ data ti wọ akoko tuntun ti idagbasoke iyara, ti a tun mọ ni idagba ibẹjadi ti awọn iṣẹ data. Ni bayi, nọmba nla ti awọn ohun elo ti n lọ siwaju diẹdiẹ lati awọn kọnputa si awọn ẹrọ alailowaya bii awọn foonu alagbeka ti o rọrun lati gbe ati ṣiṣẹ ni akoko gidi, ṣugbọn ipo yii tun ti yori si ilosoke iyara ni ijabọ data ati aito awọn orisun bandiwidi. . Gẹgẹbi awọn iṣiro, oṣuwọn data lori ọja le de ọdọ Gbps tabi paapaa Tbps ni ọdun 10 si 15 to nbọ. Ni lọwọlọwọ, ibaraẹnisọrọ THz ti de iwọn data Gbps kan, lakoko ti oṣuwọn data Tbps tun wa ni awọn ipele ibẹrẹ ti idagbasoke. Iwe ti o jọmọ ṣe atokọ ilọsiwaju tuntun ni awọn oṣuwọn data Gbps ti o da lori ẹgbẹ THz ati sọtẹlẹ pe Tbps le ṣee gba nipasẹ pipọpopola. Nitorinaa, lati mu iwọn gbigbe data pọ si, ojutu ti o ṣeeṣe ni lati ṣe agbekalẹ ẹgbẹ igbohunsafẹfẹ tuntun, eyiti o jẹ ẹgbẹ terahertz, eyiti o wa ni “agbegbe òfo” laarin awọn microwaves ati ina infurarẹẹdi. Ni Apejọ Ibaraẹnisọrọ Agbaye ti ITU (WRC-19) ni ọdun 2019, iwọn igbohunsafẹfẹ ti 275-450GHz ti lo fun awọn iṣẹ alagbeka ti o wa titi ati ilẹ. O le rii pe awọn ọna ẹrọ ibaraẹnisọrọ alailowaya terahertz ti fa ifojusi ti ọpọlọpọ awọn oniwadi.
Awọn igbi eletiriki Terahertz jẹ asọye ni gbogbogbo bi iye igbohunsafẹfẹ ti 0.1-10THz (1THz=1012Hz) pẹlu igbi gigun ti 0.03-3 mm. Gẹgẹbi boṣewa IEEE, awọn igbi terahertz jẹ asọye bi 0.3-10THz. Nọmba 1 fihan pe ẹgbẹ igbohunsafẹfẹ terahertz wa laarin awọn microwaves ati ina infurarẹẹdi.
Aworan 1 Sikematiki ti THz igbohunsafẹfẹ band.
Idagbasoke ti Terahertz Eriali
Botilẹjẹpe iwadii terahertz bẹrẹ ni ọrundun 19th, ko ṣe iwadi bi aaye ominira ni akoko yẹn. Iwadi lori itankalẹ terahertz jẹ idojukọ akọkọ lori ẹgbẹ infurarẹẹdi ti o jinna. Kii ṣe titi di aarin-si-pẹti ọdun 20 ti awọn oniwadi bẹrẹ lati ṣe ilọsiwaju iwadii igbi millimeter si ẹgbẹ terahertz ati ṣe iwadii imọ-ẹrọ terahertz amọja.
Ni awọn ọdun 1980, ifarahan ti awọn orisun itankalẹ terahertz jẹ ki ohun elo ti awọn igbi terahertz ni awọn ọna ṣiṣe to wulo. Lati ọrundun 21st, imọ-ẹrọ ibaraẹnisọrọ alailowaya ti ni idagbasoke ni iyara, ati pe ibeere eniyan fun alaye ati ilosoke ninu ohun elo ibaraẹnisọrọ ti fi awọn ibeere lile siwaju sii lori iwọn gbigbe ti data ibaraẹnisọrọ. Nitorinaa, ọkan ninu awọn italaya ti imọ-ẹrọ ibaraẹnisọrọ iwaju ni lati ṣiṣẹ ni iwọn data giga ti gigabits fun iṣẹju kan ni ipo kan. Labẹ idagbasoke eto-ọrọ eto-ọrọ lọwọlọwọ, awọn orisun spekitiriumu ti di pupọ sii. Sibẹsibẹ, awọn ibeere eniyan fun agbara ibaraẹnisọrọ ati iyara jẹ ailopin. Fun iṣoro ti iṣipopada spekitiriumu, ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ lo imọ-ẹrọ pupọ-input multiple-output (MIMO) lati mu ilọsiwaju iṣẹ-ṣiṣe spectrum ati agbara eto nipasẹ isọpọ aaye. Pẹlu ilosiwaju ti awọn nẹtiwọọki 5G, iyara asopọ data ti olumulo kọọkan yoo kọja Gbps, ati ijabọ data ti awọn ibudo ipilẹ yoo tun pọ si ni pataki. Fun awọn ọna ibaraẹnisọrọ igbi millimeter ibile, awọn ọna asopọ makirowefu kii yoo ni anfani lati mu awọn ṣiṣan data nla wọnyi. Ni afikun, nitori ipa ti laini oju, ijinna gbigbe ti ibaraẹnisọrọ infurarẹẹdi jẹ kukuru ati ipo ti awọn ohun elo ibaraẹnisọrọ ti wa ni ipilẹ. Nitorinaa, awọn igbi THz, eyiti o wa laarin awọn microwaves ati infurarẹẹdi, le ṣee lo lati kọ awọn eto ibaraẹnisọrọ iyara-giga ati mu awọn oṣuwọn gbigbe data pọ si nipa lilo awọn ọna asopọ THz.
Awọn igbi Terahertz le pese bandiwidi ibaraẹnisọrọ gbooro, ati iwọn igbohunsafẹfẹ rẹ jẹ nipa awọn akoko 1000 ti awọn ibaraẹnisọrọ alagbeka. Nitorinaa, lilo THz lati kọ awọn ọna ṣiṣe ibaraẹnisọrọ alailowaya giga-giga-giga jẹ ojutu ti o ni ileri si ipenija ti awọn oṣuwọn data giga, eyiti o fa ifamọra ti ọpọlọpọ awọn ẹgbẹ iwadii ati awọn ile-iṣẹ. Ni Oṣu Kẹsan 2017, boṣewa ibaraẹnisọrọ alailowaya THz akọkọ IEEE 802.15.3d-2017 ti tu silẹ, eyiti o ṣalaye paṣipaarọ data-si-ojuami ni iwọn igbohunsafẹfẹ THz kekere ti 252-325 GHz. Ipele ti ara omiiran (PHY) ti ọna asopọ le ṣaṣeyọri awọn oṣuwọn data ti o to 100 Gbps ni awọn bandiwidi oriṣiriṣi.
Eto ibaraẹnisọrọ THz aṣeyọri akọkọ ti 0.12 THz ni idasilẹ ni ọdun 2004, ati pe eto ibaraẹnisọrọ THz ti 0.3 THz ti ṣe ni 2013. Tabili 1 ṣe atokọ ilọsiwaju iwadi ti awọn eto ibaraẹnisọrọ terahertz ni Japan lati 2004 si 2013.
Tabili 1 Ilọsiwaju iwadii ti awọn eto ibaraẹnisọrọ terahertz ni Japan lati ọdun 2004 si 2013
Eto eriali ti eto ibaraẹnisọrọ ti o dagbasoke ni ọdun 2004 ni apejuwe ni kikun nipasẹ Nippon Telegraph ati Telephone Corporation (NTT) ni ọdun 2005. Iṣeto eriali naa ni a ṣe ni awọn ọran meji, bi o ṣe han ni Nọmba 2.
Nọmba 2 Aworan atọka ti eto ibaraẹnisọrọ alailowaya GHz NTT 120 GHz Japan
Eto naa ṣepọ iyipada fọtoelectric ati eriali ati gba awọn ipo iṣẹ meji:
1. Ni agbegbe ile ti o sunmọ, atagba eriali ero ti a lo ninu ile ni chirún ti ngbe ila-ila kan photodiode (UTC-PD), eriali Iho ero ati lẹnsi ohun alumọni, bi o ṣe han ni Nọmba 2 (a).
2. Ni agbegbe ita gbangba ti o gun, lati le mu ipa ti ipadanu gbigbe nla ati ifamọ kekere ti oluwari, eriali atagba gbọdọ ni ere giga. Eriali terahertz ti o wa tẹlẹ nlo lẹnsi opiti Gaussian pẹlu ere ti o ju 50 dBi lọ. Iwo ifunni ati apapo lẹnsi dielectric han ni olusin 2 (b).
Ni afikun si idagbasoke eto ibaraẹnisọrọ 0.12 THz, NTT tun ṣe agbekalẹ eto ibaraẹnisọrọ 0.3THz ni 2012. Nipasẹ ilọsiwaju ilọsiwaju, oṣuwọn gbigbe le jẹ giga bi 100Gbps. Bi o ti le ri lati Table 1, o ti ṣe kan nla ilowosi si awọn idagbasoke ti terahertz ibaraẹnisọrọ. Sibẹsibẹ, iṣẹ iwadi ti o wa lọwọlọwọ ni awọn aila-nfani ti igbohunsafẹfẹ iṣẹ kekere, iwọn nla ati idiyele giga.
Pupọ julọ awọn eriali terahertz ti a lo lọwọlọwọ jẹ atunṣe lati awọn eriali igbi milimita, ati pe tuntun wa ni awọn eriali terahertz. Nitorinaa, lati le mu iṣẹ ṣiṣe ti awọn eto ibaraẹnisọrọ terahertz dara si, iṣẹ-ṣiṣe pataki ni lati mu awọn eriali terahertz ṣiṣẹ. Tabili 2 ṣe atokọ ilọsiwaju iwadi ti ibaraẹnisọrọ THz German. Nọmba 3 (a) ṣe afihan eto ibaraẹnisọrọ alailowaya THz kan ti o ṣajọpọ awọn fọto ati ẹrọ itanna. Nọmba 3 (b) fihan aaye idanwo oju eefin afẹfẹ. Ti o ṣe idajọ lati ipo iwadii lọwọlọwọ ni Germany, iwadii ati idagbasoke rẹ tun ni awọn aila-nfani bii igbohunsafẹfẹ iṣẹ kekere, idiyele giga ati ṣiṣe kekere.
Table 2 Iwadi ilọsiwaju ti ibaraẹnisọrọ THz ni Germany
Nọmba 3 Aye idanwo oju eefin afẹfẹ
Ile-iṣẹ CSIRO ICT tun ti bẹrẹ iwadii lori awọn eto ibaraẹnisọrọ alailowaya inu ile THz. Ile-iṣẹ naa ṣe iwadi ibasepọ laarin ọdun ati igbohunsafẹfẹ ibaraẹnisọrọ, bi a ṣe han ni Nọmba 4. Bi a ṣe le rii lati Nọmba 4, nipasẹ 2020, iwadi lori awọn ibaraẹnisọrọ alailowaya duro si ẹgbẹ THz. Igbohunsafẹfẹ ibaraẹnisọrọ ti o pọju nipa lilo iwoye redio n pọ si ni igba mẹwa ni gbogbo ogun ọdun. Aarin ti ṣe awọn iṣeduro lori awọn ibeere fun awọn eriali THz ati awọn eriali ibile ti a dabaa gẹgẹbi awọn iwo ati awọn lẹnsi fun awọn eto ibaraẹnisọrọ THz. Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 5, awọn eriali iwo meji ṣiṣẹ ni 0.84THz ati 1.7THz ni atele, pẹlu ọna ti o rọrun ati iṣẹ ṣiṣe ina ina Gaussian to dara.
olusin 4 Ibasepo laarin odun ati igbohunsafẹfẹ
RM-BDHA818-20A
RM-DCPHA105145-20
olusin 5 Meji orisi ti iwo eriali
Orilẹ Amẹrika ti ṣe iwadii nla lori itujade ati wiwa awọn igbi terahertz. Awọn ile-iṣẹ iwadii terahertz olokiki pẹlu Ile-iṣẹ Jet Propulsion (JPL), Ile-iṣẹ Accelerator Linear Stanford (SLAC), Ile-iṣọna Orilẹ-ede AMẸRIKA (LLNL), National Aeronautics and Space Administration (NASA), National Science Foundation (NSF), ati bẹbẹ lọ. Awọn eriali terahertz tuntun fun awọn ohun elo terahertz ti ṣe apẹrẹ, gẹgẹbi awọn eriali bowtie ati awọn eriali idari ina igbohunsafẹfẹ. Gẹgẹbi idagbasoke ti awọn eriali terahertz, a le gba awọn imọran apẹrẹ ipilẹ mẹta fun awọn eriali terahertz ni lọwọlọwọ, bi o ṣe han ni Nọmba 6.
olusin 6 Awọn imọran apẹrẹ ipilẹ mẹta fun awọn eriali terahertz
Onínọmbà ti o wa loke fihan pe botilẹjẹpe ọpọlọpọ awọn orilẹ-ede ti san ifojusi nla si awọn eriali terahertz, o tun wa ni iṣawakiri akọkọ ati ipele idagbasoke. Nitori pipadanu itankale giga ati gbigba molikula, awọn eriali THz nigbagbogbo ni opin nipasẹ ijinna gbigbe ati agbegbe. Diẹ ninu awọn ijinlẹ dojukọ awọn loorekoore iṣẹ kekere ni ẹgbẹ THz. Iwadi eriali terahertz ti o wa tẹlẹ ni idojukọ lori imudara ere nipasẹ lilo awọn eriali lẹnsi dielectric, ati bẹbẹ lọ, ati imudara imudara ibaraẹnisọrọ nipa lilo awọn algoridimu ti o yẹ. Ni afikun, bii o ṣe le mu imudara ti iṣakojọpọ eriali terahertz tun jẹ ọran iyara pupọ.
Gbogbogbo THz eriali
Ọpọlọpọ awọn oriṣi ti awọn eriali THz ti o wa: awọn eriali dipole pẹlu awọn cavities conical, awọn ohun elo ifasilẹ igun, bowtie dipoles, awọn eriali eto lẹnsi dielectric, awọn eriali fọtoyiya fun ṣiṣẹda awọn orisun itọsi orisun THz, awọn eriali iwo, awọn eriali THz ti o da lori awọn ohun elo graphene, bbl Ni ibamu si awọn ohun elo ti a lo lati ṣe awọn eriali THz, wọn le pin ni aijọju si awọn eriali irin (paapaa awọn eriali iwo), awọn eriali dielectric (awọn eriali lẹnsi), ati awọn eriali ohun elo titun. Yi apakan akọkọ yoo fun a alakoko igbekale ti awọn wọnyi eriali, ati ki o si ninu tókàn apakan, marun aṣoju THz eriali ti wa ni a ṣe ni apejuwe awọn ati atupale ni ijinle.
1. Irin eriali
Eriali iwo jẹ eriali irin aṣoju ti o jẹ apẹrẹ lati ṣiṣẹ ni ẹgbẹ THz. Eriali ti a Ayebaye millimeter igbi olugba ni a conical iwo. Corrugated ati awọn eriali ipo-meji ni ọpọlọpọ awọn anfani, pẹlu awọn ilana itọsi alamimu yiyipo, ere giga ti 20 si 30 dBi ati ipele kekere-polarization ti -30 dB, ati ṣiṣe idapọmọra ti 97% si 98%. Awọn bandiwidi ti o wa ti awọn eriali iwo meji jẹ 30% -40% ati 6% -8%, lẹsẹsẹ.
Niwọn igba ti igbohunsafẹfẹ ti awọn igbi terahertz ga pupọ, iwọn eriali iwo naa kere pupọ, eyiti o jẹ ki sisẹ iwo naa nira pupọ, ni pataki ni apẹrẹ ti awọn ohun elo eriali, ati idiju ti imọ-ẹrọ iṣelọpọ yori si idiyele pupọ ati lopin gbóògì. Nitori iṣoro ni iṣelọpọ isalẹ ti apẹrẹ iwo eka, eriali iwo ti o rọrun ni irisi conical tabi iwo conical nigbagbogbo ni a lo, eyiti o le dinku idiyele ati idiju ilana, ati pe iṣẹ itanna ti eriali le ṣetọju daradara.
Eriali irin miiran jẹ eriali jibiti igbi ti irin-ajo, eyiti o ni eriali igbi irin-ajo ti a ṣepọ lori fiimu dielectric 1.2 micron ati ti daduro ni iho gigun gigun kan ti a fi sinu wafer ohun alumọni, bi o ti han ni Nọmba 7. Eriali yii jẹ ẹya ṣiṣi silẹ ti o jẹ ẹya ti o ṣii. ni ibamu pẹlu Schottky diodes. Nitori ọna ti o rọrun ti o rọrun ati awọn ibeere iṣelọpọ kekere, o le ṣee lo ni gbogbogbo ni awọn ẹgbẹ igbohunsafẹfẹ loke 0.6 THz. Sibẹsibẹ, ipele sidelobe ati ipele agbelebu-polarization ti eriali ga, boya nitori eto ṣiṣi rẹ. Nitorinaa, ṣiṣe idapọ rẹ jẹ kekere diẹ (nipa 50%).
olusin 7 Eriali pyramidal igbi irin ajo
2. Dielectric eriali
Eriali dielectric jẹ apapo ti sobusitireti dielectric ati imooru eriali. Nipasẹ apẹrẹ to dara, eriali dielectric le ṣe aṣeyọri ibaramu impedance pẹlu aṣawari, ati pe o ni awọn anfani ti ilana ti o rọrun, iṣọpọ irọrun, ati idiyele kekere. Ni awọn ọdun aipẹ, awọn oniwadi ti ṣe apẹrẹ ọpọlọpọ bandiwidi ati awọn eriali ina-apapọ ti o le baamu awọn aṣawari aiṣedeede kekere ti awọn eriali terahertz dielectric: eriali labalaba, eriali U-ilọpo meji, eriali log-igbakọọkan, ati eriali sinusoidal log-igbakọọkan, bi han ni Figure 8. Ni afikun, diẹ eka eriali geometries le ti wa ni apẹrẹ nipasẹ jiini aligoridimu.
olusin 8 Mẹrin orisi ti planar eriali
Bibẹẹkọ, niwọn igba ti eriali dielectric ti ni idapo pẹlu sobusitireti dielectric, ipa igbi dada yoo waye nigbati igbohunsafẹfẹ duro si ẹgbẹ THz. Alailanfani apaniyan yii yoo jẹ ki eriali padanu agbara pupọ lakoko iṣẹ ati yori si idinku pataki ninu ṣiṣe itọsi eriali naa. Gẹgẹbi o ṣe han ni Nọmba 9, nigbati igun itankalẹ eriali ba tobi ju igun gige kuro, agbara rẹ wa ni ihamọ ninu sobusitireti dielectric ati ni idapo pelu ipo sobusitireti.
olusin 9 Antenna dada igbi ipa
Bi sisanra ti sobusitireti ti n pọ si, nọmba awọn ipo aṣẹ-giga n pọ si, ati isọdọkan laarin eriali ati sobusitireti n pọ si, Abajade ni pipadanu agbara. Lati le ṣe irẹwẹsi ipa igbi dada, awọn eto iṣapeye mẹta wa:
1) Fi lẹnsi kan sori eriali lati mu ere pọ si nipa lilo awọn abuda beamforming ti awọn igbi itanna eletiriki.
2) Din sisanra ti sobusitireti dinku lati dinku iran ti awọn ipo aṣẹ-giga ti awọn igbi itanna.
3) Rọpo ohun elo dielectric sobusitireti pẹlu aafo band oofa itanna (EBG). Awọn abuda sisẹ aaye ti EBG le dinku awọn ipo aṣẹ-giga.
3. Awọn eriali ohun elo titun
Ni afikun si awọn eriali meji ti o wa loke, eriali terahertz tun wa ti awọn ohun elo tuntun ṣe. Fun apẹẹrẹ, ni 2006, Jin Hao et al. dabaa erogba nanotube dipole eriali. Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 10 (a), dipole jẹ ti awọn nanotubes erogba dipo awọn ohun elo irin. O farabalẹ ṣe iwadi awọn infurarẹẹdi ati awọn ohun-ini opiti ti eriali nanotube dipole erogba ati jiroro lori awọn abuda gbogbogbo ti eriali nanotube dipole ipari-ipari, gẹgẹbi impedance input, pinpin lọwọlọwọ, ere, ṣiṣe ati ilana itọsi. olusin 10 (b) fihan awọn ibasepọ laarin awọn input ikọjujasi ati igbohunsafẹfẹ ti erogba nanotube dipole eriali. Gẹgẹbi a ti le rii ni Nọmba 10 (b), apakan arosọ ti impedance input ni ọpọlọpọ awọn odo ni awọn igbohunsafẹfẹ giga. Eleyi tọkasi wipe eriali le se aseyori ọpọ resonances ni orisirisi awọn nigbakugba. O han ni, eriali nanotube erogba n ṣe afihan resonance laarin iwọn igbohunsafẹfẹ kan (awọn igbohunsafẹfẹ THz kekere), ṣugbọn ko lagbara lati tun pada ni ita ibiti o wa.
olusin 10 (a) Erogba nanotube dipole eriali. (b) Input impedance-igbohunsafẹfẹ ti tẹ
Ni ọdun 2012, Samir F. Mahmoud ati Ayed R. AlAjmi dabaa eto eriali terahertz tuntun ti o da lori awọn nanotubes erogba, eyiti o ni akopọ kan ti awọn nanotubes erogba ti a we sinu awọn fẹlẹfẹlẹ dielectric meji. Layer dielectric ti inu jẹ Layer foomu dielectric, ati pe Layer dielectric ita jẹ Layer metamaterial. Awọn kan pato be ti han ni Figure 11. Nipasẹ igbeyewo, awọn Ìtọjú išẹ ti eriali ti a ti dara si akawe pẹlu nikan-odi erogba nanotubes.
olusin 11 Eriali terahertz tuntun ti o da lori awọn nanotubes erogba
Awọn eriali terahertz ohun elo tuntun ti a dabaa loke jẹ pataki onisẹpo mẹta. Lati le ni ilọsiwaju bandiwidi ti eriali ati ṣe awọn eriali conformal, awọn eriali graphene planar ti gba akiyesi ibigbogbo. Graphene ni awọn abuda iṣakoso lemọlemọfún ti o ni agbara ti o dara julọ ati pe o le ṣe ina pilasima dada nipa ṣiṣatunṣe foliteji aiṣedeede. Pilasima ti dada wa lori wiwo laarin awọn sobusitireti igbagbogbo dielectric rere (bii Si, SiO2, ati bẹbẹ lọ) ati awọn sobusitireti dielectric odi (gẹgẹbi awọn irin iyebiye, graphene, ati bẹbẹ lọ). Nọmba nla ti “awọn elekitironi ọfẹ” wa ninu awọn oludari bii awọn irin iyebiye ati graphene. Awọn elekitironi ọfẹ wọnyi ni a tun pe ni pilasima. Nitori aaye agbara atorunwa ninu oludari, awọn pilasima wọnyi wa ni ipo iduroṣinṣin ati pe ko ni idamu nipasẹ aye ita. Nigbati agbara igbi eletiriki isẹlẹ naa ba pọ mọ awọn pilasima wọnyi, awọn pilasima yoo yapa kuro ni ipo iduro ati gbọn. Lẹhin iyipada, ipo eletiriki n ṣe igbi oofa ifa ni wiwo. Gẹgẹbi apejuwe ti ibatan pipinka ti pilasima dada irin nipasẹ awoṣe Drude, awọn irin ko le ṣe tọkọtaya pẹlu awọn igbi itanna ni aaye ọfẹ ati iyipada agbara. O jẹ dandan lati lo awọn ohun elo miiran lati ṣojulọyin awọn igbi omi pilasima dada. Awọn igbi omi pilasima ti dada bajẹ ni iyara ni itọsọna afiwera ti wiwo sobusitireti irin. Nigbati olutọpa irin ba n ṣe ni itọsọna papẹndikula si dada, ipa awọ kan waye. O han ni, nitori iwọn kekere ti eriali naa, ipa awọ-ara kan wa ninu ẹgbẹ igbohunsafẹfẹ giga, eyiti o fa ki iṣẹ eriali silẹ ni didasilẹ ati pe ko le pade awọn ibeere ti awọn eriali terahertz. Pilasima dada ti graphene kii ṣe nikan ni agbara abuda ti o ga ati isonu kekere, ṣugbọn tun ṣe atilẹyin yiyi itanna lemọlemọfún. Ni afikun, graphene ni iṣiṣẹ adaṣe eka ninu ẹgbẹ terahertz. Nitorinaa, itankale igbi ti o lọra jẹ ibatan si ipo pilasima ni awọn igbohunsafẹfẹ terahertz. Awọn abuda wọnyi ṣe afihan ni kikun iṣeeṣe ti graphene lati rọpo awọn ohun elo irin ni ẹgbẹ terahertz.
Da lori awọn polarization ihuwasi ti graphene dada plasmons, olusin 12 fihan titun kan Iru ti rinhoho eriali, ati ki o tanmo awọn iye apẹrẹ ti soju abuda kan ti pilasima igbi ni graphene. Apẹrẹ ti okun eriali tunable pese ọna tuntun lati ṣe iwadi awọn abuda ikede ti awọn eriali terahertz ohun elo tuntun.
olusin 12 New rinhoho eriali
Ni afikun si wiwa ẹyọkan awọn eroja eriali terahertz ohun elo tuntun, awọn eriali graphene nanopatch terahertz tun le ṣe apẹrẹ bi awọn akojọpọ lati kọ awọn ọna ibaraẹnisọrọ eriali-ijade lọpọlọpọ ti terahertz. Awọn eriali be ti han ni Figure 13. Da lori awọn oto-ini ti graphene nanopatch eriali, eriali eroja ni micron-asekale mefa. Iṣagbejade oru kemikali taara ṣe akojọpọ awọn aworan graphene oriṣiriṣi lori Layer nickel tinrin ati gbe wọn lọ si eyikeyi sobusitireti. Nipa yiyan nọmba ti o yẹ fun awọn paati ati yiyipada foliteji irẹwẹsi elekitirosi, itọsọna itankalẹ le yipada ni imunadoko, ṣiṣe eto atunto.
olusin 13 Graphene nanopatch terahertz eriali orun
Iwadi ti awọn ohun elo tuntun jẹ itọsọna tuntun ti o jo. Awọn ĭdàsĭlẹ ti awọn ohun elo ti wa ni o ti ṣe yẹ lati adehun nipasẹ awọn idiwọn ti ibile eriali ati ki o se agbekale kan orisirisi ti titun eriali, gẹgẹ bi awọn reconfigurable metamaterials, meji-onisẹpo (2D) ohun elo, bbl Sibẹsibẹ, yi iru eriali o kun da lori awọn ĭdàsĭlẹ ti titun. awọn ohun elo ati ilọsiwaju ti imọ-ẹrọ ilana. Ni eyikeyi ọran, idagbasoke ti awọn eriali terahertz nilo awọn ohun elo imotuntun, imọ-ẹrọ ṣiṣe deede ati awọn ẹya apẹrẹ aramada lati pade ere giga, idiyele kekere ati awọn ibeere bandiwidi jakejado ti awọn eriali terahertz.
Atẹle ṣafihan awọn ipilẹ ipilẹ ti awọn oriṣi mẹta ti awọn eriali terahertz: awọn eriali irin, awọn eriali dielectric ati awọn eriali ohun elo tuntun, ati ṣe itupalẹ awọn iyatọ ati awọn anfani ati awọn aila-nfani wọn.
1. Eriali irin: geometry jẹ rọrun, rọrun lati ṣe ilana, idiyele kekere diẹ, ati awọn ibeere kekere fun awọn ohun elo sobusitireti. Sibẹsibẹ, awọn eriali irin lo ọna ẹrọ lati ṣatunṣe ipo ti eriali naa, eyiti o jẹ ifaragba si awọn aṣiṣe. Ti atunṣe ko ba pe, iṣẹ eriali yoo dinku pupọ. Botilẹjẹpe eriali irin jẹ kekere ni iwọn, o nira lati pejọ pẹlu Circuit planar.
2. Dielectric eriali: Eriali dielectric ni o ni kekere input impedance, ni o rọrun lati baramu pẹlu kan kekere impedance aṣawari, ati ki o jẹ jo o rọrun lati sopọ pẹlu a ètò. Awọn apẹrẹ jiometirika ti awọn eriali dielectric pẹlu apẹrẹ labalaba, apẹrẹ U meji, apẹrẹ logarithmic ti aṣa ati apẹrẹ ẹṣẹ logarithmic igbakọọkan. Sibẹsibẹ, awọn eriali dielectric tun ni abawọn apaniyan, eyun ipa igbi dada ti o fa nipasẹ sobusitireti ti o nipọn. Ojutu ni lati gbe lẹnsi kan ki o rọpo sobusitireti dielectric pẹlu ẹya EBG kan. Mejeeji awọn solusan nilo ĭdàsĭlẹ ati ilọsiwaju ilọsiwaju ti imọ-ẹrọ ilana ati awọn ohun elo, ṣugbọn iṣẹ ṣiṣe ti o dara julọ (gẹgẹbi omnidirectionality ati idinku igbi oju) le pese awọn imọran titun fun iwadi ti awọn eriali terahertz.
3. Awọn eriali ohun elo titun: Lọwọlọwọ, awọn eriali dipole titun ti a ṣe ti awọn nanotubes erogba ati awọn ẹya eriali tuntun ti a ṣe ti awọn ohun elo metamaterials ti han. Awọn ohun elo titun le mu awọn ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe titun wa, ṣugbọn ipilẹ ile jẹ isọdọtun ti imọ-ẹrọ ohun elo. Ni lọwọlọwọ, iwadii lori awọn eriali ohun elo tuntun tun wa ni ipele iṣawakiri, ati pe ọpọlọpọ awọn imọ-ẹrọ bọtini ko ti dagba to.
Ni akojọpọ, awọn oriṣi ti awọn eriali terahertz le yan ni ibamu si awọn ibeere apẹrẹ:
1) Ti o ba nilo apẹrẹ ti o rọrun ati idiyele iṣelọpọ kekere, awọn eriali irin le yan.
2) Ti o ba nilo isọpọ giga ati idiwọ titẹ sii kekere, awọn eriali dielectric le yan.
3) Ti o ba nilo aṣeyọri ninu iṣẹ, awọn eriali ohun elo tuntun le yan.
Awọn apẹrẹ ti o wa loke le tun ṣe atunṣe gẹgẹbi awọn ibeere pataki. Fun apẹẹrẹ, awọn oriṣi meji ti awọn eriali le ni idapo lati ni awọn anfani diẹ sii, ṣugbọn ọna apejọ ati imọ-ẹrọ apẹrẹ gbọdọ pade awọn ibeere lile diẹ sii.
Lati ni imọ siwaju sii nipa awọn eriali, jọwọ ṣabẹwo:
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-02-2024
