工程师研发可编程超表面设备 用太赫兹通信频段超高速传输数据

盖世汽车讯 据外媒报道，普林斯顿大学（Princeton University）的工程师研发了一种可编程的超表面设备，可以利用太赫兹通信频段，实现超高速数据传输。

（图片来源：普林斯顿大学）

在电磁波频谱中，太赫兹波段位于微波和红外之间，与现有的基于无线电的无线系统相比， 数据传输能力更强。然而，与无线电波不同的是，太赫兹波段依赖视线，当存在物理障碍时，其工作效果并不好。但新的超表面装置可以克服这一限制，可在任何理想的方向反射射入的太赫兹波。

普林斯顿大学电气工程副教授Kaushik Sengupta表示，“目前的无线电波发射器就像灯泡，会把光发送到所有地方，而太赫兹光束就像激光笔。一个可编程的超表面可以产生任何可能的表面，就像超级投影仪一样。”

据报道，这种超表面具有数百个可编程的太赫兹元素，每个元素直径小于100微米，高度仅为3.4微米。该设备由铜层制成，还结合了与结构产生共振的有源电子器件，因此其几何结构能以每秒数十亿次的速度重新配置。根据所需应用，一个单一的太赫兹入射光束可以被分割成几个动态的、可定向的光束，以保持在接收器的视线范围内。Sengupta称，“这些表面元素就像乐高积木一样，都是可编程的。”

为了进行概念证明，研究团队使用576个可编程元素，对表面元素阵列进行了测试，并通过投射不可见的太赫兹全息图，演示光束控制。据研究人员称，这些元素可在更大的阵列中扩展，并且可将其作为一种智能壁纸，整合到环境中，以便在需要的地方反射太赫兹波。

布朗大学工程学教授Daniel Mittleman虽然没有参与这项研究，但他表示，“这项新工作展示了一种新方法，与之前的大多数方法不同，可扩展到太赫兹范围。关键是，我们现在掌握了一种实用的方法，可以主动控制太赫兹光束的波前、光束大小、光束方向和其他特征。”

该技术的其他应用还包括手势识别、成像、工业自动化，以及自动驾驶汽车。在自动驾驶汽车中，太赫兹波段传感器和摄像头可以提高车辆感知能力和反应速度。