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研究人员探索太赫兹波如何与具有牛眼模式的透镜相互作用
发布时间:2022-11-02 18:56:40 阅读:191

来源:日本理化学研究所(RIKEN);电子科技大学太赫兹科学技术研究中心 陈天宇 编译

牛眼结构的归一化透射光谱映射为角度和频率的函数。(a)显示了实验结果。(b)显示了由等式所描述的分析模型得到的计算结果 (3)。(c)显示了有限元仿真的结果。强度以对数尺度绘制。在实验中,光谱测量的角度步长为0.1°,从0°到8°,频率间隔为5Ghz,从1.2~2.1THz。在分析和数值模拟中,角度步长为0.1°并且,频率步长为12 GHz。虚线是由公式计算出的谐振频率。资料来源:《应用物理评论》(2022年)。DOI: 10.1103/PhysRevApplied.17.054020

    快速通信系统中的生物传感器和天线等新型太赫兹设备将受益于由all-RIKEN团队进行的具有牛市结构的太赫兹透镜分析。太赫兹波,是因为它们的频率通常在0.1到10太赫兹之间(1太赫兹是每秒1万亿个周期)。它们被夹在电磁光谱上的微波和红外区域之间。基于太赫兹波的新技术正在成像、无线通信和传感器等领域兴起。

    在高分辨率成像和用于快速无线通信的天线等应用中,由同心凹槽组成的透镜通常用于聚焦太赫兹波。这些靶眼结构会将太赫兹波传播到小于太赫兹辐射波长的孔径中。但到目前为止,它们的聚焦性能只测量了太赫兹波,而不是斜撞击它们的波。

    “这些透镜强烈地依赖于撞击太赫兹波的角度,”RIKEN先进光子学中心的Yu Tokizane说。“这种角度依赖性在以前的研究中被忽略了,因为由于信号强度低,斜入射的测量很困难。然而,太赫兹靶眼结构的许多实际应用需要不同的入射角。”

    现在,Tokizane、Hiroaki Minamide和三位合作者都是RIKEN先进光子学中心的同事,测量了牛眼结构透镜对0到8度角的太赫兹波的响应。他说:“我们的研究结果将有助于优化靶眼天线的耦合效率,这是一种可用于光谱和测距应用的设备。”研究小组发现,这些透镜产生了两个共振:一个是随入射角变化的主共振,另一个是与主共振的侧瓣。这些结果可以用一个简单的模型很好地重现。“牛眼结构测量的光谱乍一看很复杂,” Tokizane指出。“然而,我们的模型描述了实验结果,包括微小的峰值,这使我们确信实验结果不是伪装的。在这项研究中,有趣的是,明显复杂的结果是正确的,只有简单物理现象的结果,而没有花哨的假设。”该研究发表在《应用物理评论》杂志上。

 
 

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