Kohti terahertsiaaltoja

Princetonin yliopiston tutkijat ovat kutistaneet terahertsiaaltoja tuottavaa piiritekniikkaa.

Terahertsien aalloilla on joitakin ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka tekevät niistä kiinnostavia tieteelle ja niiden tuottaminen mikropiiritekniikan tasolla on ollut pitkään alan tavoitteena. Pienikokoisemmalla terahertsisäteilyn generoinnilla on potentiaalia edistysaskeliin lääketieteellisen kuvantamisen sekä viestinnän ja lääkekehityksen parissa.

Princetonin tutkijat ovat kehittäneet kaksi piitekniikkaan perustuvaa mikrosirua, joista toinen voi tuottaa terahertsin aaltoja (0,2 THz) ja toinen lukea niitä.

Generoivassa piirissä turvauduttiin tuottamaan sirulla useita aallonpituuksia, jotka sitten tarkkaan ajoittamalla yhdistetään luomaan teräviä terahertsien pulsseja.

Myöskään vastaanottopiiri ei lue suoraan terahertsiaaltoja, vaan piirillä tulkitaan aaltojen sirun antenniin luomia virtakuvioita. Spektritieto voidaan näin kerätä ilman erittäin laajakaistaista paikallisoskillaattoria ja kokonaista antennia seuraavaa vastaanotinarkkitehtuuria.

University of California, Irvinen tutkijat ovat puolestaan luoneet piikomponentin, joka emittoi millimetriaaltojen signaaleja G-kaistalla (110 - 300 gigahertsiä) ympäripolarisoidussa muodossa.

Tutkijoiden mukaan suunnitelma edustaa läpimurtoa koska se tarjoaa aivan uudenlaista fysiikkaa ja uudenlaisen laitteen. Teho ja hyötysuhde ovat kertaluokkaa suurempia kuin muilla suunnitelmilla. Rakenteellisesti ratkaisussa yhdistyvät useiden vahvistimien teho ja halutulle taajuudelle moduloitu signaali säteilemään aaltoina.

Ympyräpolaroitu säteily on erityisen hyödyllinen biolääketieteen sovelluksissa mutta se saattaa myös avata millimetriaallot siirto-osana viidennen sukupolven langattomalle standardille.