據TechCrunch報道，你可能無法用眼睛看到它們，但在紅外光和微波之間的空間是電磁波譜的一個不可見的延伸，在那里電子和光學設備都無法操縱能量。不過，太赫茲波最酷的地方在于，它們很像X射線。人們可以用它們“看穿”某些固體材料，但沒有高劑量X射線輻射的副作用。在副教授Ruonan Han的領導下，麻省理工學院太赫茲集成電子組的研究人員正試圖“進入”這個空間。
麻省理工學院的(de)(de)(de)實驗室工作臺(tai)剛剛完成(cheng)了一個(ge)電子(zi)可轉向的(de)(de)(de)太赫茲天(tian)線(xian)陣列(lie)，它的(de)(de)(de)操作就(jiu)像一個(ge)可控的(de)(de)(de)鏡子(zi)。
結(jie)果是，通過使用(yong)這種撲克牌(pai)大小的(de)技(ji)術(shu)片，研究人員正(zheng)在推(tui)開大門。這項技(ji)術(shu)可能會使更(geng)高(gao)速的(de)通信(xin)和視覺系統成為可能，這些系統可以透過霧氣(qi)或灰塵的(de)環境看到(dao)。研究人員稱其(qi)為反射陣列，并解釋(shi)說它的(de)操作(zuo)就像(xiang)一面(mian)可控的(de)鏡子，其(qi)反射方(fang)向由計算(suan)機引(yin)導。
反射陣列(lie)將(jiang)近10000個天線裝在一個小裝置上，能(neng)夠將(jiang)一束(shu)太(tai)赫茲能(neng)量精(jing)確(que)地(di)聚焦在一個微小的(de)(de)區(qu)域(yu)。它可(ke)(ke)以精(jing)確(que)而快速地(di)控制，沒有任何移動部件。該設備(bei)產生的(de)(de)圖(tu)像可(ke)(ke)與(yu)激光(guang)雷(lei)達設備(bei)相(xiang)媲美，但(dan)能(neng)夠穿(chuan)透雨、霧和雪。研(yan)究人員聲稱，這(zhe)是(shi)第一個可(ke)(ke)以為這(zhe)種類型(xing)的(de)(de)商業(ye)設備(bei)創造軍(jun)事級別分辨率(lv)的(de)(de)解決(jue)方案。
“天(tian)線(xian)陣列非(fei)常有趣，因(yin)為(wei)僅僅通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)(bian)供給每(mei)個(ge)天(tian)線(xian)的時間延遲，你就可(ke)(ke)以改(gai)變(bian)(bian)能(neng)量的集中方(fang)向，而且它是(shi)完全(quan)電子化的，”最近(jin)在(zai)麻省理工學院電氣工程和(he)計(ji)算(suan)機科(ke)學系（EECS）完成(cheng)博士(shi)學位的Nathan Monroe說(shuo)。“因(yin)此，它是(shi)機場(chang)那些大型雷達天(tian)線(xian)的替代品。我們(men)可(ke)(ke)以做同(tong)樣的事情(qing)，但(dan)我們(men)不需要任何移動部(bu)件，因(yin)為(wei)我們(men)只(zhi)是(shi)在(zai)計(ji)算(suan)機中改(gai)變(bian)(bian)一些比特。”
當作為成像器使用時，1度寬的光束在傳感器前面的場景中的每個點上以之字形模式移動，形成三維深度圖像。與其他太赫茲陣列不同的是，他們的陣列可能需要幾個小時甚至幾天的時間來創建一個圖像，而他們的陣列是實時工作的。傳統上，計算和通信足夠的比特來同時控制10000根天線，將極大地減緩反射陣列的性能。研究人員通過將天線陣列直接集成到計算機芯片上避免(mian)了這(zhe)一(yi)點。移相(xiang)器非常簡(jian)單(dan)--只有兩個晶(jing)(jing)體(ti)管(guan)--這(zhe)意味著(zhu)他們(men)能夠在芯片(pian)上保留大約99%的(de)(de)(de)(de)空間，用于存儲。其結(jie)果是(shi)，每個單(dan)獨(du)的(de)(de)(de)(de)天線可以(yi)存儲一(yi)個不同的(de)(de)(de)(de)相(xiang)位(wei)庫。雙晶(jing)(jing)體(ti)管(guan)移相(xiang)器還有一(yi)個好(hao)處(chu)；將解決方案(an)的(de)(de)(de)(de)功耗減半(ban)，并消除了對單(dan)獨(du)電(dian)源的(de)(de)(de)(de)需(xu)求。
“在(zai)這項研(yan)究(jiu)之前，人們確實沒有結合太赫(he)茲技術(shu)和半(ban)導體芯片(pian)技術(shu)來做(zuo)這種波束(shu)形成，”Han說(shuo)。“”我們看到了這個機會，而(er)且還利用一(yi)些獨(du)特(te)的(de)電路(lu)技術(shu)，在(zai)芯片(pian)上(shang)想出了一(yi)些非常緊(jin)湊(cou)但也很(hen)高效的(de)電路(lu)，因此(ci)我們可以有效地控制這些位置上(shang)的(de)波的(de)行為(wei)。通(tong)過(guo)利用集成電路(lu)技術(shu)，現(xian)在(zai)我們可以實現(xian)一(yi)些元件內的(de)記憶和數字行為(wei)，這絕對是過(guo)去不(bu)存在(zai)的(de)東西。”
“由于(yu)這種反射陣列工作(zuo)迅速，而且非常緊(jin)湊，它可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)自動駕(jia)駛汽車的成像器，特別(bie)是因為(wei)太(tai)赫茲波可(ke)以(yi)看穿惡劣的天氣，”Monroe說(shuo)。
Monroe和他(ta)的(de)團隊正在(zai)努力獲得該(gai)技術的(de)許可(ke)，以便通(tong)過一家(jia)初創公(gong)司將其推向(xiang)市場(chang)，并(bing)建議(yi)該(gai)設備(bei)可(ke)以很好地適用于(yu)自主性無人(ren)機，因為它(ta)很輕而(er)且沒有移動部件(jian)。此外，該(gai)技術可(ke)以應用于(yu)安全環境(jing)，實現非(fei)侵入(ru)式的(de)身體掃描(miao)，可(ke)以在(zai)幾秒鐘(zhong)內(nei)而(er)不是幾分(fen)鐘(zhong)內(nei)完成。
