Aktiv odd-mode-metachannel giver en ny vej til fremtidige enkeltledersystemer

En ny publikation fra Opto-Electronic Advances diskuterer, hvordan aktiv ulige-mode-metakanal kan give en ny vej til fremtidige enkeltledersystemer.

Planare enkeltlederkredsløbsstudier har involveret en enorm indsats. Det er dog stadig en udfordring at levere tætte elektromagnetiske felter og kompatibilitet med aktive halvledere. SSPP-strukturer integreres ikke godt med aktive halvlederkomponenter. Forskere har foreslået en ny OMM, der understøtter ulige-mode SSPP'er til enkeltledersystemer. Zigzag-dekoration kan styrke feltindeslutning og udvide båndbredden. Den foreslåede OMM og integrerede egenskaber kan give nye veje til fremtidige enkeltleder-konforme systemer og smarte skins.

Moderne plane kredsløb og systemer kombinerer multi-leder transmissionsmedier og aktive halvlederkomponenter. Imidlertid kræver typiske multi-leder transmissionsmedier normalt en stor metallisk jord. En begrænsning er, at store metalliske overflader gør kredsløbet for stift til at konstruere fleksible eller bløde systemer. En anden udfordring er, at store metalflader øger systemets radartværsnit (RCS).

For at løse problemerne er udforskning af kompakte enkeltleder transmissionsmedier uden stor metallisk jord en mulig vej. Underudviklingen af ​​enkeltledersystemer sammenlignet med flerledersystemer er forårsaget af utilstrækkelig elektromagnetisk feltindeslutning og dårlig kompatibilitet med den aktive halvlederteknologi i enkeltledermedier. Modne aktive halvlederkomponenter kræver signalinput i form af spænding.

Spoof overflade plasmon polaritoner (SSPP'er) er en speciel type overfladebølge. Det kan efterligne de optiske naturlige overfladeplasmonpolaritoner (SPP'er). Både enkeltleder- og multilederplasmoniske metamaterialer kan understøtte SSPP'er i mikrobølge- og terahertz-båndene. Ultratynde SSPP-strukturer har mange fordele inden for mikrobølge- og terahertz-teknik. Baseret på disse fordele bruges SSPP'er til at realisere en række nye enheder. De omfatter filtre, modulatorer, antenner og endda skelsættende systemer såsom trådløse kropssensornetværk og trådløse kommunikationssystemer.

Multi-conductor ultratynd SSPP-teknologi er vokset. Den skelsættende opnåelse af sub-diffraktionsbegrænset signal trådløs kommunikation båret af multi-leder SSPP-systemet demonstrerer SSPP'ers overlegenhed. Ikke desto mindre giver multi-leder ultratynd SSPP-teknologi ingen fordele ved at bryde de to begrænsninger for multi-conductor transmissionsmedier.

Selvom enkeltleder SSPP'er har evnen til feltindskrænkning og konform udbredelse, er de stadig langt fra systematiske applikationer. Der er ingen god metode til at integrere vigtige aktive halvlederkomponenter såsom forstærkere i enkeltleder SSPP-kredsløb. At søge efter en gennemførlig teknik til at løse problemerne med multi-leder transmissionsmedier og bryde flaskehalsen af ​​enkeltleder transmissionsmedier samtidig er stadig presserende.

Forskerholdet foreslår en ny slags odd-mode-metachannel (OMM) til enkeltledersystemer. De analyserer først potentialet ved aktiv halvleder-komponent integration. Holdet vurderede derefter de grundlæggende designprincipper bag OMM for at styrke feltindeslutning og udvide båndbredden samtidigt. Ved at bruge den ulige-mode feltpotentialeforskel i OMM'en opnåede man den enkeltlederforstærker integreret med OMM'en.

Den foreslåede metode kan udvides til næsten alle aktive halvlederkomponenter i mikrobølge- og terahertz-systemer. Holdet demonstrerede fordelene ved undertrykkelse af krydstale baseret på ulige-lige-mode ortogonalitet, lav RCS og OMM's fleksibilitet. Derfor kan den foreslåede OMM overvinde forhindringerne for at realisere enkeltledersystemer og give endnu en vej til fremtidige smarte skins.

Den nye ulige-mode-metakanal fungerer som det grundlæggende transmissionsmedium for et enkeltledersystem. Introduktion af zigzag-dekorationer på SSPP-strukturen løser afvejningen af ​​båndbredde og feltindskrænkning af ulige-mode SSPP'er. Det er muligt at bruge et felt i ulige tilstand til at excitere aktive halvlederkomponenter.

Som konklusion fjerner den foreslåede OMM og metoden til aktiv halvleder-komponent-integration de største hindringer for realisering af konforme enkeltledersystemer og giver mulighed for fremtidige smarte skins. + Udforsk yderligere

Bedre integrerede kredsløb med glidesymmetri