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物理學(xué)家研制出用于6G的光學(xué)元件 來自Skoltech、MIPT 和 ITMO 的物理學(xué)家組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種光學(xué)元件，有助于管理太赫茲光束的特性并將其分成幾個(gè)通道。這種新裝置可用作太赫茲渦旋束的調(diào)制器和發(fā)生器，用于醫(yī)療、6G 通信和顯微鏡檢查。論文發(fā)表在《先進(jìn)光學(xué)材料》雜志上。 快速發(fā)展的太赫茲技術(shù)涉及以介于微波和紅外頻段之間的約 1 萬億赫茲（或 1 太赫茲）的頻率傳輸信號。它將用于高速 6G 通信和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，作為 X 射線的替代品。目前，研究人員正致力于制造適應(yīng)這些頻率的光學(xué)元件，以及可用于傳輸此類信號的發(fā)生器。  螺旋帶板制造工藝 來自 MIPT 和 Skoltech 的物理學(xué)家聯(lián)合開發(fā)了一種基于碳納米管的變焦菲涅爾區(qū)板，能夠聚焦太赫茲輻射，并通過拉伸調(diào)整板的特性。在最近的研究中，研究人員與 ITMO 聯(lián)手合成了一種可在太赫茲范圍內(nèi)工作的光學(xué)元件。 MIPT納米光學(xué)和等離子體實(shí)驗(yàn)室高級研究員Maria Burdanova說：“我們與 Skoltech 和 ITMO 一起贏得了光子學(xué)聯(lián)合研究項(xiàng)目 Clover 競賽，并決定創(chuàng)建一個(gè)螺旋區(qū)板。ITMO對板的形狀和性能進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，Skoltech合成了納米材料并制造了具有預(yù)期幾何形狀的板，MIPT利用俄羅斯科學(xué)院普通物理研究所的設(shè)施對板進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試�！� 新板由碳納米管薄膜制成，能扭曲穿過它的太赫茲光束的波面。在實(shí)驗(yàn)中，研究小組將兩塊板并排放置，然后相對旋轉(zhuǎn)，從而改變了輻射強(qiáng)度的分布，并將光束分成幾個(gè)不同輻射強(qiáng)度的區(qū)域（模式），每個(gè)模式都可用作信息傳輸通道。  調(diào)制器焦點(diǎn)附近光束強(qiáng)度和相位的空間分布示例。 研究小組利用太赫茲成像法對平板的特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試。將一個(gè)強(qiáng)大的輻射源對準(zhǔn)平板，使用亞波長孔徑和基于戈萊單元的二維光柵掃描系統(tǒng)檢測電磁場強(qiáng)度的分布。研究人員利用得到的圖像來確保平板產(chǎn)生扭曲光束，并檢查強(qiáng)度模式。 這種新型調(diào)制器適用于各種需要聚焦和重新定位光束的應(yīng)用，包括太赫茲顯微鏡和生物醫(yī)學(xué)。 由于缺乏統(tǒng)一的儀器和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入太赫茲波段是一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。同時(shí)，它也為競爭性研究和創(chuàng)造獨(dú)創(chuàng)性解決方案打開了大門。凸顯碳納米管前景的關(guān)鍵特征之一是，可以通過原子、超分子和微米級別的響應(yīng)，創(chuàng)造出具有不同效應(yīng)微調(diào)特性的多功能設(shè)備。 Skoltech Photonics 公司副教授Dmitry Krasnikov評論道：“我們的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)首次成功引入了一種額外的效應(yīng)：不同納米管圖案之間的相互作用。這為未來的設(shè)備鋪平了道路。令人驚訝的是，這項(xiàng)研究從最初的想法到概念驗(yàn)證只用了不到九個(gè)月的時(shí)間，這是我職業(yè)生涯中迄今為止最快的項(xiàng)目之一。如果沒有 ITMO、MIPT 和 Skoltech 的共同努力，這一突破是不可能實(shí)現(xiàn)的。這凸顯了種子計(jì)劃在加強(qiáng)俄羅斯國內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)合作方面的潛力�！� Burdanova 補(bǔ)充道：“我們的三葉草項(xiàng)目今年已經(jīng)延期。我們計(jì)劃在相同螺旋區(qū)板的基礎(chǔ)上制造太赫茲自適應(yīng)變焦設(shè)備，但要增強(qiáng)操縱能力。我們還希望為我們已有的設(shè)備申請專利�！� 2023 年，Skoltech、MIPT 和 ITMO 大學(xué)發(fā)起了 "四葉草計(jì)劃"，以支持合作研究，促進(jìn)國內(nèi)三所頂尖大學(xué)在光子學(xué)領(lǐng)域的合作。四葉草計(jì)劃面向剛剛開始科學(xué)生涯的學(xué)生、研究人員和博士后，讓他們參與前沿研究項(xiàng)目，促進(jìn)頂尖研究團(tuán)隊(duì)之間的流動。 其長期目標(biāo)是在俄羅斯啟動光子學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的大型項(xiàng)目。Clover 競賽匯聚了生物光子學(xué)、先進(jìn)光子材料、拓?fù)涔庾訉W(xué)、光學(xué)計(jì)算以及激光物理和技術(shù)領(lǐng)域的頂尖研究人員。 相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2024-05-physicists-optical-component-6g.html 論文鏈接：https://dx.doi.org/10.1002/adom.202303282 關(guān)鍵詞： 光學(xué)元件
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