[據(jù)激光電子世界網(wǎng)站2017年2月14日報(bào)道] 普林斯頓大學(xué)（普林斯頓，新澤西州）的研究人員使太赫茲源和檢測設(shè)備的尺寸大大收縮，從一個(gè)具有激光和鏡子的桌面裝置，到一對足夠小到能放在指尖的微芯片。在最近發(fā)表在IEEE固態(tài)電路雜志的兩篇文章中，研究人員描述了可以產(chǎn)生太赫茲波的第一個(gè)微芯片，以及可以捕獲和讀取這些波的復(fù)雜細(xì)節(jié)的第二微芯片。

普林斯頓電氣工程助理教授兼首席研究員Kaushik Sengupta說：“該系統(tǒng)采用相同的硅芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)為所有現(xiàn)代電子設(shè)備從智能手機(jī)到平板電腦供電，而成本僅為數(shù)美元。”

太赫茲波具有比X射線更少的能量，并且不損害人體組織或DNA。它們還以不同的方式與不同的化學(xué)品相互作用，因此它們可以通過太赫茲光譜用于表征特定物質(zhì)。面臨的挑戰(zhàn)是，產(chǎn)生寬范圍的太赫茲波并解釋它們與目標(biāo)的相互作用需要復(fù)雜的設(shè)備陣列，例如笨重的太赫茲發(fā)生器或超快激光器。這些設(shè)備的尺寸和費(fèi)用使得該技術(shù)對于大多數(shù)應(yīng)用不切實(shí)際。

9月，Sengupta的團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種減小太赫茲發(fā)生器尺寸的方法，以及將返回波解讀至毫米尺寸芯片的裝置。該解決方案在于天線如何重新成像。當(dāng)太赫茲波與芯片內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)相互作用時(shí)，它們產(chǎn)生復(fù)雜的電磁場分布，這是入射波所特有的。通常，這些細(xì)微的領(lǐng)域被忽略，但研究人員意識到他們把這種讀取模式作為一種簽名來識別波。整個(gè)過程可以用微芯片內(nèi)的微小器件讀取太赫茲波來完成。

布朗大學(xué)工程教授Daniel Mittleman說，“這項(xiàng)發(fā)展是一項(xiàng)非常創(chuàng)新的工作，可能會(huì)產(chǎn)生很大的影響。”Mittleman是國際紅外毫米波和太赫茲波的副主席，他表示，在太赫茲頻段可以開始在日常設(shè)備中使用之前，科學(xué)家們?nèi)匀挥泄ぷ饕觯前l(fā)展前景廣闊。

在太赫茲生成端，大部分挑戰(zhàn)是在太赫茲頻帶內(nèi)產(chǎn)生寬范圍的波長，特別是在微芯片中。研究人員發(fā)現(xiàn)他們可以通過在芯片上產(chǎn)生多個(gè)波長來克服這個(gè)問題。然后，他們使用精確的時(shí)序來組合這些波長，并創(chuàng)建非常尖銳的太赫茲脈沖。（工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所  張慧）