Comunicación en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas utilizando una cinta de cerámica

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Tecnología de guía de ondas Tecnología de guía de ondas
• Espectroscopia de terahertz Espectroscopía de terahertz Espectroscopía de terahertz Espectroscopía de terahertz Espectroscopía de terahertz Espectroscopía de terahertz Espectroscopía de terahertz

Sus antecedentes:

• Las fibras ópticas de pérdida ultra baja se establecen para longitudes de onda ópticas.
• Existe una brecha espectral significativa en la banda de 30-3000 GHz (milímetro-submilímetro) debido a las limitaciones del material.
• La absorción de vibración intrínseca y las altas pérdidas de profundidad de la piel impiden las guías de onda convencionales de baja pérdida en esta banda.

Objetivo del estudio:

• Para superar las limitaciones de los materiales existentes y las geometrías de las guías de onda para la transmisión de señales de baja pérdida en el espectro milimétrico-submilimétrico.
• Demostrar un nuevo diseño de guía de onda capaz de lograr una atenuación significativamente reducida en este rango de frecuencias.

Principales métodos:

• Fabricación de una estructura de guía de onda en forma de cinta con una relación de aspecto 10:1.
• Se utilizó alumina cerámica (Coors' 998 Alumina) como material de guía de ondas.
• Caracterizó el factor de atenuación de la guía de onda diseñada en la banda milimétrica-submilimétrica.

Principales resultados:

• Se logró un factor de atenuación de menos de 10 dB km−1 en la banda milimétrico-submilimétrico.
• La guía de ondas de alumina de cerámica en forma de cinta demostró una atenuación más de 100 veces menor en comparación con las guías de ondas de varillas dieléctricas circulares típicas.
• El rendimiento demostrado es suficiente para aplicaciones prácticas inmediatas.

Conclusiones:

• Una combinación de la elección de un material específico (alúmina cerámica) y la geometría de la guía de ondas (estructura tipo cinta) efectivamente elude las limitaciones intrínsecas del material para la propagación de ondas milimétricas-submilimétricas de baja pérdida.
• Este novedoso diseño de guía de onda abre posibilidades para nuevas aplicaciones en la anteriormente desafiante región espectral milimétrica-submilimétrica.