(أخبار Nanowerk) عالج الباحثون في جامعة توهوكو أحد التحديات الرئيسية للموجات الكهرومغناطيسية في نطاق تردد تيراهيرتز من خلال تطوير نوع جديد من المرشح القابل للضبط للإشارات في نطاق موجة تيراهيرتز. توفر الموجات الكهرومغناطيسية في نطاق تردد تيراهيرتز العديد من المزايا للاتصالات والتطبيقات المتقدمة في المسح والتصوير، ولكن تحقيق إمكاناتها يطرح تحديات. عالج الباحثون في جامعة توهوكو أحد التحديات الرئيسية من خلال تطوير نوع جديد من المرشحات القابلة للضبط للإشارات في نطاق موجة تيراهيرتز. لقد نشروا أعمالهم في المجلة رسائل البصريات ("يتم تشغيل مقياس تداخل Fabry-Perot القابل للضبط في نطاق تيراهيرتز بناءً على تحكم فعال في معامل الانكسار باستخدام شبكات ذات أطوال موجية فرعية متغيرة الملعب").
المفهوم التخطيطي للمرشح القابل للضبط المطور. (أ) عرض مقطعي للمرشح؛ (ب) العلاقة بين الفترة ومعامل الانكسار؛ (ج) تحول التردد بسبب تغير معامل الانكسار. (الصورة: Ying Huang et al.) تحتل موجات تيراهيرتز منطقة من الطيف الكهرومغناطيسي بين ترددات الميكروويف والأشعة تحت الحمراء. لها تردد أعلى (طول موجي أقصر) من موجات الراديو، ولكن ترددها أقل من الضوء المرئي. يحمل طيف موجات الراديو المزدحم بشكل متزايد كمية هائلة من البيانات المنقولة عن طريق شبكات WiFi والبلوتوث وأنظمة اتصالات الهاتف المحمول الحالية. يعد ازدحام الإشارات في الأجزاء ذات التردد المنخفض من الطيف الكهرومغناطيسي أحد الحوافز لاستكشاف الخيارات في منطقة تيراهيرتز. والشيء الآخر هو القدرة على دعم معدلات نقل البيانات العالية جدًا. ومع ذلك، فإن التحدي الرئيسي لاستخدام إشارات تيراهيرتز للتطبيق الروتيني هو القدرة على ضبط الإشارات وتصفيتها عند ترددات محددة. التصفية مطلوبة لتجنب التداخل من الإشارات خارج نطاق التردد المطلوب. يقول يوشياكي كاناموري من فريق توهوكو: "لقد قمنا ببناء وعرض مرشح لضبط التردد لموجات تيراهيرتز، والذي حقق معدل نقل أعلى وجودة إشارة أفضل من الأنظمة التقليدية، مما يكشف عن إمكانات اتصالات تيراهيرتز اللاسلكية". ويضيف أن هذا العمل يمكن أيضًا تطبيقه على نطاق أوسع خارج نطاق تردد تيراهيرتز.
المادة الفوقية المتغيرة بمعامل الانكسار الميكانيكي. (الصورة: Ying Huang et al.) يعتمد مرشح تيراهيرتز الجديد على جهاز يسمى مقياس تداخل Fabry-Perot، والذي، مثل جميع مقاييس التداخل، يعتمد على أنماط التداخل التي تنشأ عندما تتفاعل موجات مختلفة من الإشعاع الكهرومغناطيسي مع بعضها البعض أثناء ارتدادها بين المرايا. تستخدم نسخة الباحثين شبكات شبكية منظمة بدقة، مع فجوات أصغر من الطول الموجي للموجات المتفاعلة، كمادة بين المرايا. يسمح التمدد المتغير للشبكات بالتحكم الدقيق في معامل الانكسار اللازم لضبط تأثير ترشيح مقياس التداخل. وهذا يسمح فقط بنقل التردد المطلوب. يتيح استخدام شبكات مختلفة التحكم في نطاقات التردد المختلفة المحددة. لقد أظهر الفريق تطبيق نظامهم للترددات المناسبة لإشارات الهاتف المحمول من الجيل التالي (6G). يقول كاناموري: "بالإضافة إلى تطبيق طريقتنا في أنظمة الاتصالات، فإننا نتصور أيضًا استخدامات في تقنيات المسح والتصوير في الطب والصناعة".
ضبط معامل الانكسار والتردد عن طريق التحكم في الفترة. (الصورة: ينج هوانج وآخرون) واحد الاستفادة من موجات تيراهيرتز في المسح والتصوير، يمكن بسهولة اختراق المواد، بما في ذلك الأنسجة البيولوجية، التي تمنع مرور الضوء. بالإضافة إلى التطبيقات الطبية، يمكن أن يوفر هذا فرصًا لتحليل المواد وأنظمة الأمان ومراقبة الجودة في التصنيع. ويختتم كاناموري قائلاً: "بشكل عام، يقدم عملنا طريقة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة لتصفية موجات تيراهيرتز والتحكم فيها بشكل فعال، مما قد يؤدي إلى تعزيز استخدامها في العديد من التطبيقات".
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64825.php
