微型制造的Si子波长格子用于频域THz光束方向,覆盖0.3-0.5THz频段

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 特拉赫兹 (THz) 技术技术
• 超材料和纳米光子学

背景情况:

• 太赫兹 (THz) 束转向对于下一代无线通信 (超越5G/6G),成像和雷达至关重要.
• 现有的THz光束转向装置往往在高效率和宽转向角度之间做出妥协.
• 低波长结构提供了提高性能的潜力,但THz范围内的实验演示是有限的.

研究的目的:

• 设计和制造一个光束方向导子波长格子 (BS-SWG),能够在THz范围内实现高效率和广角光束方向导.
• 通过在一个固定结构中结合效率和广角来解决当前THz光束转向技术的局限性.
• 实验验证BS-SWG在THz通信和传感方面的潜在应用的性能.

主要方法:

• 使用浮带,一种低损耗介电材料,设计和制造一个BS-SWG.
• 频率扫描从0.3 THz到0.5 THz以实现宽带光束转向.
• 在不同频率下对BS-SWG的效率和光束转向角度进行实验性表征.

主要成果:

• 该BS-SWG的设计是为了高效率 (0.708在0.4THz) 和宽转向角度 (-72.1°到-34.8°).
• 实验结果表明,在0.400 THz时的效率为0.354,并且实现了从-74°到-34°的转向角度.
• 取得的性能验证了BS-SWG在实际THz应用中的潜力.

结论:

• 开发的BS-SWG成功地展示了THz范围内的高效,广角光束转向.
• 这项技术克服了THz光束方向装置以前的局限性.
• 在提升THz通信,成像和雷达系统方面,BS-SWG具有显著的前景.