Erittäin korkeat modulaatiosyvyydet terahertsimodulaattoreissa23.09.2025
Löydöt voisivat avata oven edistyneille teknologioille viestinnässä, kuvantamisessa ja sensoritekniikassa ja merkitä huomattavaa edistystä terahertsialueella toimivien käytännön laitteiden kehittämisessä. Vaikka terahertsiaaltojen potentiaalia on monilla aloilla, esimerkiksi lentokenttien turvatarkastusskannereissa ja ihosyövän havaitsemisessa, terahertsiaaltoja on vaikea manipuloida tehokkaasti. Terahertseillä aallonpituudet ovat jo sitä luokkaa, että säätämisessä tarvittavien kondensaattoreiden tekeminen riittävän pieniksi olisi mahdotonta perinteisellä tavalla. Nyt tutkijat ovatkin toteuttaneet terahertsialueen modulaattoreita käyttämällä metamateriaaleja. Näin he saivat tehtyä resonaattoriryhmiä, jotka ovat pienempiä kuin säteilyn aallonpituus ja jotka on suunniteltu resonoimaan tietyllä taajuudella. Upottamalla niihin johtavaa materiaalia, kuten kaksiulotteista grafeenia, tällaisten materiaalien optista vastetta voidaan virittää ja näin toteuttaa modulaattoreita. ”Näin saavutimme yli neljän kertaluokan modulaatiosyvyyden”, sanoi Ruqiao Xia, joka rakensi ja mittasi laitteet tohtoriopintonsa aikana Cavendishin laboratoriossa. ”Tämä on yksi terahertsialueella koskaan raportoiduista korkeimmista arvoista.” Lisäksi esitellyt laitteet ovat myös nopeita. Yleensä on helppo toteuttaa suuria modulaatioita hitailla nopeuksilla tai pieniä modulaatioita suurilla nopeuksilla, mutta ei yhdessä. Nämä uudet laitteet saavuttavat ennennäkemättömän intensiteettimodulaatiosyvyyden (>99,99 %) yhdessä 30 MHz:n nopeuden kanssa. ”Laitteidemme suorituskyky ylittää merkittävästi monien vastaavien modulaattoriteknologioiden suorituskyvyn, ja metamateriaalien käytön ansiosta voimme mukauttaa suunnittelun käytettäväksi koko terahertsialueella”, Ruqiao selitti. Terahertsiteknologiat ovat vielä alkuvaiheessa, mutta niiden potentiaali kasvaa nopeasti, visioivat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa. Aiheesta aiemmin: Plasmoneita ja tekoälyä terahertsitutkimuksiin Terahertsien sähköisiä pulsseja |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Cambridgen yliopiston Cavendishin laboratorion tutkijat ovat osoittaneet uuden tavan hallita säteilyä terahertsialueella ennennäkemättömällä dynaamisella alueella ja nopeudella.