可编程的光束转向和近乎连续的相位转移在一个2位的太赫兹编码 metasurface 和HEMT开关多式调制的多式调制
Optics express
|January 29, 2025
概括
这项研究引入了一种新的2位特拉赫兹 (THz) 编码元表面,使用高电子流动性晶体管 (HEMT) 进行先进的无线通信. 它实现了精确的相位控制和实时光束转向,克服了以前1位设计的局限性.
科学领域:
- 电磁学和元材料的使用
- 特拉赫兹技术的技术.
- 无线通信系统无线通信系统
背景情况:
- 太赫兹 (THz) 可重新配置的智能表面 (RIS) 对先进的无线通信和雷达至关重要.
- 现有的1位编码元面在光束方向精度和量子化错误方面存在局限性.
- 准连续相调提供了更高的精度,但在电气控制和集成方面面临着挑战.
研究的目的:
- 提出和演示一个2位多式联接THz准连续相位转移编码元表面.
- 为了实现实时可编程的相位转移控制和2位光束转向在太赫兹域.
- 为了克服1位编码元面和电开关性能的局限性.
主要方法:
- 使用非对称配置的高电子流动性晶体管 (HEMT) -双极管设计元器件.
- 使用二维电子气体 (2DEG) 密度变化进行局部场调制和近乎连续的相位转移 (0°至350°).
- 在数组相梯度构造和光束转向方面,采用Snell定律与最佳的2位编码状态来实现Snell定律.
主要成果:
- 在0.376 THz的速度实现了从0°到350°的近连续相位转移,最小步骤为6°.
- 在0.365-0.385 THz范围内的实时光束方向从21°到48°.
- 实验结果与模拟结果密切一致,证实了设备的性能.
结论:
- 本文介绍了第一个使用特拉赫兹域中的准连续相位转移元表面进行电控的2位束转向.
- 拟议的超表面为实时相位调制和可编程单束电子方向盘提供了实用的解决方案.
- 该技术对THz无线通信,雷达检测和计算成像等应用具有重大前景.


