Teraz teraherce

fot. pixabay

Fale terahercowe są wykorzystywane przez wiele obecnych technologii, w tym przez narzędzia obrazowania i systemy komunikacji bezprzewodowej. Pomimo ich powszechnego zastosowania, generowanie silnych i ciągłych sygnałów terahercowych za pomocą istniejących urządzeń elektronicznych jest dość trudne.

Aby móc tworzyć je w sposób niezawodny, inżynierowie często polegają na mnożnikach częstotliwości - układach elektronicznych, które mogą jednak zniekształcać sygnał wyjściowy. Niektóre z nich oparte są na barierowych diodach Schottky'ego, w których połączenie pomiędzy metalem a półprzewodnikiem tworzy jednokierunkowy styk elektryczny.

Chociaż część mnożników częstotliwości tego typu osiągnęła obiecujące wyniki, urządzenia oparte na pojedynczych diodach mogą przetwarzać jedynie ograniczoną ilość energii. Aby ją zwiększyć, inżynierowie mogą stosować kilka diod połączonych szeregowo. Jednak nawet to podejście ma swoje ograniczenia, ponieważ rozkład pola elektromagnetycznego między tak połączonymi diodami często staje się nierównomierny.

Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii Elektronicznej zaprezentowali nowo opracowaną konstrukcję łańcucha diod, która może przezwyciężyć to ograniczenie poprzez przekształcenie lokalnych pól elektromagnetycznych i bardziej równomierne rozłożenie ich wzdłuż łańcucha. Nowy asymetryczny system w kształcie litery C, przedstawiony w artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Electronics, okazał się bardziej efektywny w mnożeniu częstotliwości niż większość dotychczas opracowanych układów.

Naukowcy ocenili wydajność nowo zaprojektowanego łańcucha diodowego zarówno w symulacjach, jak i testach laboratoryjnych. Co ciekawe, odkryli, że osiągnął on jedną z najwyższych odnotowanych dotychczas sprawności podwajania częstotliwości w zakresie teraherców, co podkreśla jego potencjał jako mnożnika częstotliwości.

Konstrukcja może wkrótce zostać udoskonalona i wykorzystana do opracowania szerokiej gamy urządzeń elektronicznych. W przyszłości może umożliwić wprowadzenie na rynek bardziej kompaktowych nadajników i generatorów fal terahercowych, które mogłyby posłużyć do tworzenia bardziej zaawansowanych systemów obrazowania, detekcji i komunikacji.

(rr)