《电子技术应用》

中国正在加大力度推进毫米波太赫兹技术研发

电子技术应用 作者:秩名
2018/6/14 17:18:00

随着通信技术的不断进步,目前频率在6 GHz 以下的黄金通信频段,已经很难得到较宽的连续频谱,严重制约了通信产业的发展。

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相比之下,毫米波频段却仍有大量潜在的未被充分利用的频谱资源。因此,毫米波成为第5 代移动通信的研究热点。

相对于微波频段,毫米波有其自身的特点。首先,毫米波具有更短的工作波长,可以有效减小器件及系统的尺寸;其次,毫米波有着丰富的频谱资源,可以胜任未来超高速通信的需求。此外,由于波长短,毫米波用在雷达、成像等方面有着更高的分辨率。

太赫兹研究主要集中在0.1-10 THz 频段,这是一个覆盖很广泛并且很特殊的一个频谱区域.其低频段与电子学领域的毫米波频段有重叠,高频段与光学领域的远红外频段(波长0.03-1.0 mm) 有重叠。

起初,这一频段被称为“THz Gap (太赫兹鸿沟)”,原因是这一频段夹在两个发展相对成熟的频,即电子学频谱和光学频谱之间。

因此,包括中国在内的通信领域都开始着力研发毫米波和太赫兹技术,希望可以率先获得突破。

到目前为止,人们对毫米波已开展了大量的研究,各种毫米波系统已得到广泛的应用。随着第5 代移动通信、汽车自动驾驶、安检等民用技术的快速发展,毫米波将被广泛应用于人们日常生活的方方面面。

如今,以电子科技大学、东南大学、航天科工二院、首都师范大学等一大批高校院所,积极布局毫米波和太赫兹相关技术、器件和系统的研究,希望可以在这一崭新的领域为中国争得自主可控的一席之地。

太赫兹科学综合了电子学与光子学的特色,是典型的交叉前沿科学领域,该领域蕴含着原创性重大机理和方法并亟待突破,具有重大的科学意义,必须凝聚整合全国的优势力量,才能助推我国太赫兹研究持续、健康发展。

最为典型事件是,2012年太赫兹协同创新中心的成立,标志着中国开始成体系地开展相关科研协同工作。

该创新中心由电子科技大学牵头号,集成了包括北京大学、南开大学、天津大学、复旦大学、上海交通大学、首都师范大学、东南大学、浙江大学、中山大学、湖南大学、四川大学、华中科技大学、西安理工大学、香港城市大学、中科院物理所、中科院上海微系统与信息技术研究所、中科院电子学研究所、中科院半导体研究所,以及美国麻省理工学院、加州理工学院、加州大学戴维斯分校、英国皇后大学和埃塞克斯大学、德国洪堡大学、德国国家技术物理研究所、俄罗斯科学院应用物理所、列别捷夫研究所和日本大阪大学等国外研究机构。

太赫兹科学协同创新中心设立理事会、学术委员会、管理咨询委员会,并下设三个研究方向。

在协同中心的组织和协调下,相关成员机构取得了非常令人瞩目的成果。

2018年5月,太赫兹科学协同创新中心成员、上海理工大学光电学院庄松林院士领导的太赫兹研究团队的陈麟教授和朱亦鸣教授,美国俄克拉荷马州立大学张伟力教授,和东南大学崔铁军教授合作发表的研究成果“Defect-Induced Fano Resonances in Corrugated Plasmonic Metamaterials”,被Advanced Optical Materials期刊选为2017年发表的最佳论文(Highlight as best of Advanced Optical Materials)。

该论文通过在周期结构金属粒子中巧妙引入缺陷,实现了高Q值的多极子Fano效应的激发,其FoM(Fano强度与Q值的乘积)是普通的分裂环微腔结构(SRR)的2.5倍。利用这种人工粒子,不仅可以探测附着在人工原子表面的薄膜(物质)的光学特性,还可以通过将原子的Fano振荡频率设计在接近物质吸收峰的临近位置来探测样品的性质以及监控分解物层的降解特性和固体(液体化合物)的动态化学反应过程;此外,通过结构化的表面与特异性噬菌体结合,可以实现细菌的选择性检测,从而实现细菌病原体的高效无标记检测。

 

相关技术会议信息:

“2018中国西部微波射频技术研讨会”

会议时间:2018年7月11日

会议地点:成都世纪城新国际会展中心3、4号馆连廊三层会议室

报名网址:http://event.chinaaet.com/huodong/rf2018

会议日程

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