新的太赫兹调制器可能导致更先进的医疗和安全成像

新的太赫兹调制器可能导致更先进的医疗和安全成像

电子显微镜图像显示由由UCLA领导的组Mona Jarrahi领导的集团开发的Terahertz调制器的METasurface。

来自UCLA的研究人员开发了一个太赫兹调制器,在各种各样的太赫兹乐队中进行了非常高的效率和信号清晰度,最终可能导致更先进的医疗和安全成像系统。

UCLA Henry Samueli工程学院和应用科学研究团队开发了一个突破性的宽带调制器,最终可能导致更先进的医疗和安全成像系统。

调制器操纵电磁波的强度。例如,手机中的调制器将无线电波转换为设备可以使用和理解的数字信号。在基于太赫兹的通信和成像系统中,它们改变了太赫兹波的强度。

今天的技术利用了电磁谱的许多部分 - 特别是光波和无线电波 - 但它们很少在太赫兹频段中运行,在光谱上位于红外和微波之间。

由Mona Jarrahi,UCLA副教授电气工程学教授领导,该集团开发了一个太赫兹调制器,横跨了大范围的太赫兹频段,具有非常高的效率和信号清晰度。在该装置的优点之中,它可以很容易地结合到现有的集成电路制造工艺中,可以在室温下运行,并且不需要外部光源进行操作。

由于其对医学成像和化学传感技术的可能性,太赫兹乐队一直是广泛研究的主题。例如,太赫兹波可用于检查人体组织用于疾病的症状,而不会破坏细胞或X射线引起的其他健康风险。他们也可以用于安全筛查,以穿透隐藏武器的织物或塑料。

使用自然现有材料的电流光学调制器,例如硅或液晶,以操纵光波的强度在太赫兹频率中被证明是非常低效的。并且基于人造材料,所谓的超材料的调制器,到目前为止使用有限的使用,因为它们仅在太赫兹范围的窄带中运行。

新的调制器基于创新的人工元表面 - 一种具有独特属性的表面,由其各个构建块的几何形状和它们的布置定义。Jarrahi团队开发的METasurface由一系列微机电单元组成,可使用电压打开和关闭。打开或关闭Metasurface将传入的太赫兹波浪编码成相应的系列零或那些,然后将其转换成图像。

“我们的新元曲面首次将超级材料的领域扩大到宽带操作,减少了路由和操纵太赫兹波的许多基本的物理限制,特别是在太赫兹成像和光谱系统中,”Jarrahi说。“我们的设备几何形状可以从微观金属岛的阵列转换到互连的金属环阵列,从透明表面改变到反射表面的电磁特性,这使得穿过广泛频率的太赫兹波的强度。“

该研究于7月16日公布的自然科学报告

该研究的牵头作者是Mehmet Unlu和Mohammed Reza Hashemi,他是Jarrahi的博士学者,当时她是密歇根大学教师的成员。其他作者是克里拉希群体的前学生克里斯托弗·伯利和盛林李,以及一名本届UCLA研究生尚华阳。

该研究由国家科学基金会的传感器和传感系统司和陆军研究办公室户外调查员奖资助。

出版物:M. UNLU等,“宽带太赫兹调制的可切换散射元表面”,科学报告4,物品编号:5708;DOI:10.1038 / srep05708

图片:UCLA新闻室

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