Технологія T-ray переходить від наукової фантастики до мейнстріму

Ви пропустили сеанс MetaBeat 2022? Перейдіть до бібліотеки на вимогу для всіх наших рекомендованих сеансів тут.

Терагерцеві (T-промені) технології обіцяють змінити спосіб нашої взаємодії з навколишнім світом, від блискавичної передачі даних за межі 6G до надання променевих зображень X без будь-якого шкідливого випромінювання. Проте ефективне та ефективне використання Т-променів для основних комерційних застосувань продовжує вислизати від науковців та інженерів, відкидаючи технології Т-променів у сферу наукової фантастики.

Однак останні досягнення в способах генерації та виявлення терагерцових хвиль привели цю технологію до переломної точки для широкого впровадження. Тепер T-ray сканери можуть бути досить малими, щоб поміститися на столі, і вони дозволили широко використовувати терагерцовий діапазон у медичних, корпоративних, виробничих і безпекових середовищах по всьому світу, і подальші розробки попереду. Ось як технологія T-ray розвивалася за останні кілька десятиліть і чого ми можемо очікувати в найближчі роки.

Електромагнітний спектр захоплював людство протягом століть, і останнім часом цей спектр приніс нам радіоприймачі, рентгенівські промені, мобільні телефони, мікрохвильові печі, лазери тощо. Але до останніх двох десятиліть існувала остання в основному невикористана область електромагнітного спектру, і це в діапазоні частот ТГц. Фактично, з 1960-х років, коли вчені почали експериментувати з технологіями Т-променів, ця область прямо в середині електромагнітного спектру була відома як терагерцова щілина.

Причина цієї розбіжності проста: ТГц сигнали важко генерувати та виявляти. Ви переконалися, як легко електроніка генерує низькочастотні сигнали кожного разу, коли ви вмикаєте автомагнітолу, використовуєте мікрохвильову піч або заходите в соціальні мережі на своєму мобільному телефоні. На протилежній стороні спектра оптичні технології чудово генерують і виявляють високочастотні сигнали, такі як рентгенівське, інфрачервоне та навіть видиме світло.

Вершина з низьким кодом/без коду

Приєднуйтеся до провідних лідерів сьогодні на віртуальному саміті Low-Code/No-Code Summit, який відбудеться 9 листопада. Підпишіться на безкоштовний абонемент сьогодні.

На відміну від цього, діапазон ТГц знаходиться прямо на перетині того, що історично було можливо з електронікою та оптикою: частота трохи зависока, щоб її досягти звичайні електроніки, і частота, надто низька, щоб оптичні підходи були ефективними. Оптичні та електронні системи прагнуть генерувати та виявляти сигнали в діапазоні ТГц. Історично склалося так, що ТГц джерело або детектор вимагали складної інфраструктури, такої як кріогенні системи охолодження з використанням рідкого гелію або рідкого азоту, щоб уберегти ТГц джерела від перегріву та підтримувати ТГц детектори при стабільних еталонних температурах. Вартість і складність цих систем обмежують ТГц технології лабораторними та спеціалізованими додатками, включаючи космос і оборону.

Це вже не так. Протягом останніх кількох десятиліть вчені та інженери повільно звужували межі, поступово звужуючи розрив у ТГц і закладаючи основу для того, щоб нарешті відкрити цей останній кордон електромагнітного спектру.

Трохи нижче частотного діапазону ТГц знаходяться міліметрові хвилі (mmWaves), близькі родичі ТГц. Сигнали mmWaves і THz мають схожі спеціалізовані характеристики щодо їх застосування в електроніці та оптиці.

Технології, що використовують частоти міліметрових хвиль, за останні роки зросли в геометричній прогресії та дозволяють зазирнути в майбутнє ТГц. Оскільки міліметрові хвилі є ключовою частиною зв’язку 5G, більшість із нас тепер отримує користь від використання міліметрових хвиль у повсякденному житті, навіть не усвідомлюючи цього. Крім того, прогрес у напівпровідникових технологіях для генерації та виявлення е...