科学家利用振动将无线电波转换成光信号
来源：中国光电网
摘要： 哥本哈根大学、丹麦技术大学及马里兰大学的研究人员在Eugene Polzik领导下，制作出一种能直接将微弱无线电波转换成光信号的器件，转换后的信号可以采用标准光学工具加以传送及分析，而且所需的能量远低于传统的转换模块。
Abstract：
Key words :
丹麦及美国物理学家最近制作出一个能探测超微弱无线电波的器件。该器件不需要昂贵的低温设备，因此可以实际应用于一些领域，例如无线电天文学及磁共振成像(MRI)，甚至可以成为未来量子因特网的基础建构单元。
对于卫星导航、长距离通讯、无线电望远镜及磁共振成像系统等许多现代科技而言，探测极微弱无线电波是核心技术。某些探测器是将微弱的无线电信号转成光信号，以便利用光纤长距离传输，由于它们除了需要贵重的模块来转换信号，还得在保持低温，因此既昂贵又不方便操作。
最近，哥本哈根大学、丹麦技术大学及马里兰大学的研究人员在Eugene Polzik领导下，制作出一种能直接将微弱无线电波转换成光信号的器件，转换后的信号可以采用标准光学工具加以传送及分析，而且所需的能量远低于传统的转换模块。Polzik指出，该器件能在室温下操作，而且表现媲美低温下的最佳电子装置。
该器件的核心是一支与电容相连的天线，电容的其中一个电极板是一片500 μm宽、200 nm厚、品质极高的氮化硅膜，上面镀了一层铝反射层。当此电容接收到与其共振频率相同的无线电波时，氮化硅纳米薄膜便开始振动，造成电容上电荷的波动。Polzik指出，只要在电容上施加偏压，就能将这些电荷波动转变成薄膜的机械振动，经薄膜反射的激光便会产生相位差，可以利用标准光学技术加以探测。
传统无线电波接收器收到微弱的信号时，热噪讯会造成信号失真，但当无线电信号被转成共振机械振动时，热产生的随机效应可以被忽略，进而使反射光提取的无线电信号带有较少的噪讯。上述器件在室温下对于频率1 MHz的无线电波灵敏度为100 pV Hz–1/2，该团队预期还可以提升20倍，这将使其可与采用降温技术的最佳装置相匹敌。
此器件可能的应用包含目前需要冷却的前置放大器，例如高解析核磁共振及无线电波望远镜。该团队下一步将运用微制造技术来缩小器件，以便能纳入芯片并提高灵敏度。他们也计划将操作频率范围由MHz波段扩展至GHz波段，以便能与通讯及感测应用接轨。详见Nature 507, 81 (2014)。
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