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。
麻省理工學院的實驗室工作臺剛剛完成了(le)一個電子可轉向的太赫(he)茲天線陣列，它的操作就像一個可控的鏡(jing)子。
結果是，通(tong)(tong)過(guo)使用這(zhe)(zhe)種撲克牌大小的(de)技術片，研究人(ren)員正(zheng)在推開大門。這(zhe)(zhe)項技術可(ke)能會(hui)使更高速的(de)通(tong)(tong)信和視覺系統成為(wei)可(ke)能，這(zhe)(zhe)些系統可(ke)以透過(guo)霧氣(qi)或灰(hui)塵(chen)的(de)環(huan)境看到。研究人(ren)員稱其為(wei)反射陣列，并(bing)解釋說它的(de)操作就像一面可(ke)控的(de)鏡子，其反射方向(xiang)由計算機引導。
反射(she)陣(zhen)列將近10000個(ge)(ge)(ge)天線裝(zhuang)在一個(ge)(ge)(ge)小裝(zhuang)置上，能(neng)夠將一束太(tai)赫茲能(neng)量精(jing)確地(di)聚焦在一個(ge)(ge)(ge)微(wei)小的區域。它(ta)可以精(jing)確而(er)快速(su)地(di)控制，沒有(you)任何移(yi)動部件。該設(she)備產生的圖像可與(yu)激光雷達設(she)備相(xiang)媲美(mei)，但能(neng)夠穿透雨、霧(wu)和雪。研究人(ren)員聲稱，這是(shi)第一個(ge)(ge)(ge)可以為這種類型的商(shang)業設(she)備創造軍事級別分辨(bian)率的解(jie)決方(fang)案。
“天(tian)線陣列非常有(you)趣，因為僅僅通過改變供給每(mei)個天(tian)線的時間延遲，你就可(ke)以(yi)改變能(neng)量的集(ji)中(zhong)方(fang)向，而(er)且(qie)它(ta)是完全電子(zi)化的，”最近在麻省理工(gong)學院(yuan)電氣(qi)工(gong)程和計(ji)算機(ji)科(ke)學系（EECS）完成博士(shi)學位(wei)的Nathan Monroe說。“因此(ci)，它(ta)是機(ji)場那(nei)些大(da)型雷達天(tian)線的替代(dai)品(pin)。我(wo)們可(ke)以(yi)做同樣(yang)的事情，但(dan)我(wo)們不需要任(ren)何移(yi)動部件，因為我(wo)們只(zhi)是在計(ji)算機(ji)中(zhong)改變一(yi)些比特(te)。”
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)(yi)點。移相器(qi)非常簡單(dan)--只(zhi)有(you)兩個(ge)晶體管--這(zhe)意味著他們能夠在(zai)芯(xin)片上保留大約99%的空間(jian)，用于存(cun)儲。其(qi)結(jie)果是，每個(ge)單(dan)獨(du)的天(tian)線(xian)可以存(cun)儲一(yi)(yi)個(ge)不同的相位庫(ku)。雙晶體管移相器(qi)還有(you)一(yi)(yi)個(ge)好(hao)處；將解決方案的功耗減半(ban)，并(bing)消除了對單(dan)獨(du)電源(yuan)的需求(qiu)。
“在(zai)這(zhe)項研究之(zhi)前，人(ren)們(men)確實沒有(you)結合太赫茲技(ji)術和半導體芯(xin)片技(ji)術來做這(zhe)種波束形成，”Han說。“”我們(men)看到了這(zhe)個機會，而(er)且(qie)還利用一(yi)些(xie)獨特的電路技(ji)術，在(zai)芯(xin)片上(shang)想出(chu)了一(yi)些(xie)非常緊湊(cou)但(dan)也很高效(xiao)的電路，因此(ci)我們(men)可以有(you)效(xiao)地(di)控制這(zhe)些(xie)位置(zhi)上(shang)的波的行為。通過利用集成電路技(ji)術，現(xian)在(zai)我們(men)可以實現(xian)一(yi)些(xie)元件內的記憶和數字行為，這(zhe)絕(jue)對(dui)是過去不存(cun)在(zai)的東西。”
“由(you)于這種反射陣列工作(zuo)迅速，而(er)且非常緊湊，它可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)(wei)自動駕駛汽車的成像器，特別是(shi)因為(wei)(wei)太(tai)赫茲波可(ke)以(yi)看穿惡劣(lie)的天氣，”Monroe說(shuo)。
Monroe和他(ta)的團隊(dui)正在努(nu)力獲得該(gai)技(ji)(ji)術的許可(ke)，以(yi)(yi)便(bian)通(tong)過(guo)一家(jia)初創公司將其推向市場，并建(jian)議該(gai)設備(bei)可(ke)以(yi)(yi)很(hen)好地適用于(yu)(yu)自主性無人機，因(yin)為它很(hen)輕而且(qie)沒有移動部件。此外，該(gai)技(ji)(ji)術可(ke)以(yi)(yi)應用于(yu)(yu)安全環(huan)境，實現(xian)非侵入(ru)式的身體掃(sao)描，可(ke)以(yi)(yi)在幾秒鐘(zhong)內而不是幾分鐘(zhong)內完成。
