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麻省理工学院研究团队开发出基于芯片的太赫兹放大器-倍增器系统,无需硅透镜即可实现更高辐射功率。该技术有望推动数据传输、医学成像及雷达系统升级,低成本、大规模制造的特性使其易于集成至电子设备。

  美国麻省理工学院网站日前发布消息称,该学院的研究团队开发出一种基于芯片的太赫兹放大器-倍增器系统,该系统突破了现有技术瓶颈,无需透镜即可实现更高的辐射功率,为科技领域带来了革新。

  太赫兹波因其波长比无线电波更短、频率更高,被视作数据传输、医学成像及雷达系统升级的关键。然而,半导体芯片上有效生成太赫兹波一直面临挑战,传统方法需依赖庞大且昂贵的硅透镜,限制了其在电子设备中的集成应用。

  当前主流技术采用硅透镜生成太赫兹波,但体积庞大且成本高昂。另一种方法虽利用互补金属氧化物半导体芯片,却因介电常数差异导致波在硅-空气边界反射,影响传输效率。麻省理工学院团队通过创新方法,平衡硅与空气的介电常数,成功降低了边界反射,实现了太赫兹波的高效发射。

  团队利用机电理论中的“匹配”原理,在芯片背面贴上薄且带图案的材料片,优化了波的传输路径。同时,采用英特尔特殊晶体管制造芯片,提高了频率和击穿电压,最终研发出高效且可扩展的芯片基太赫兹波发生器。

  该芯片产生的太赫兹信号峰值辐射功率达11.1分贝毫瓦,领先现有技术。低成本、大规模制造的特性使其易于集成至电子设备,如安检扫描仪、环境监测器等,有望推动科技产业的进一步发展。

(文章来源:科技日报)