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新技術(shù)將太赫茲波放大3萬多倍

發(fā)布時間:2023-12-27 09:54:00來源: 科技日報

  科技日報北京12月26日電(記者劉霞)韓國蔚山國立科技大學與美國田納西大學、橡樹嶺國家實驗室的研究團隊合作開發(fā)出一種新技術(shù),成功優(yōu)化了專門用于6G通信的太赫茲(THz)納米諧振器,將太赫茲電磁波放大3萬倍以上。這一突破有望為6G通信頻率的商業(yè)化帶來變革。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《納米快報》雜志。

  以前,即使利用超級計算機處理,設計太赫茲納米諧振器也很耗時。在最新研究中,研究人員利用個人計算機,通過集成基于物理理論模型的人工智能(AI)學習,提高了太赫茲納米諧振器的效率,并通過一系列太赫茲電磁波傳輸實驗,對新開發(fā)的納米諧振器的效率進行了評估。

  評估結(jié)果令人震驚:新設計出的太赫茲納米諧振器產(chǎn)生的電場是一般電磁波產(chǎn)生電場的3萬倍。而且,與之前報道的太赫茲納米諧振器相比,新諧振器的效率提高了3倍。

  研究人員解釋道,一般來說,基于AI的逆向設計技術(shù)主要用于在可見光或紅外區(qū)域內(nèi)設計光學器件結(jié)構(gòu),但這些區(qū)域僅為所有波長的一小部分。將這些技術(shù)應用于6G通信所用的太赫茲頻率范圍(0.075THz-0.3THz)面臨極大挑戰(zhàn),因為太赫茲的波長要小得多。

  鑒于此,團隊設計了一種創(chuàng)新方法,將一種新的太赫茲納米諧振器與基于物理理論模型的AI逆向設計方法相結(jié)合。這種方法能在不到40小時內(nèi)對設備進行優(yōu)化,即使在個人計算機上也是如此。而此前,科學家進行一次此類模擬需要數(shù)十小時,對設備優(yōu)化一次可能需要數(shù)百年。

  研究人員強調(diào),優(yōu)化后的納米諧振器有望對超精密探測器、超小分子探測傳感器和熱輻射計等設備產(chǎn)生重大影響。而且,這項研究中使用的方法不僅限于特定的納米結(jié)構(gòu),還可擴展到使用不同波長或結(jié)構(gòu)的物理理論模型的研究。

(責編:李雨潼)

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