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芯片发光器创毫米波信号强度纪录

美国加州大学欧文分校官网8日发布公告称,该校研究人员创建了一种硅基微芯片发光器,其发射的G波段(110千兆赫到300千兆赫)毫米波信号创强度纪录。这段频率的光波更容易穿透人体等物体表面,提高医学和安检领域扫描和成像装置的分辨率。这种芯片还将在5G无线通信领域展现关键应用。

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实验室测试表明,芯片发光器的能效打破了现有纪录,比同类装置高出一个数量级,同时具有较强的抗干扰能力。领导该研究的加州大学欧文分校电子工程和计算机科学教授帕亚姆·海德瑞,将在本周举行的美国电气和电子工程师协会(IEEE)固态电路国际会议上介绍这一最新研究成果。

这种芯片发光器在设计上有两大创新:其一是将三种重要功能集成到一个装置内,即收集多个放大器的能量、将信号调到预设频率、发出可用于检测或通讯的信号,舍弃了传统发光装置内低效级间系统,大大提高了能量输出强度;其二是发光器内半导体芯片被设计成八角形,特有的空腔结构使其能发出圆极性信号,以微型自旋风形式呈现,这种形状的光束能穿透固体并提供清晰度极高的详细内部图像。而现有大多数发光装置只能产生线性极性信号,容易造成偏振而使信号减弱。

研究人员表示,新装置将在生物医学领域展示巨大潜力,用于从健康组织中分离肿块,或对单个蛋白进行精准研究。另外,对于正在研发中的5G无线标准、虚拟设备以及各种仪器、建筑和其他基础设施中的传感器和天线等,这种毫米波技术都会发挥重要作用,比如将其用于无人驾驶汽车的智能处理系统和雷达装置,可提高盲点检测准确度,避免撞车事故。

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