據(jù)外媒報(bào)道，普林斯頓大學(xué)（Princeton University）的工程師研發(fā)了一種可編程的超表面設(shè)備，可以利用太赫茲通信頻段，實(shí)現(xiàn)超高速數(shù)據(jù)傳輸。

（圖片來(lái)源：普林斯頓大學(xué)）

在電磁波頻譜中，太赫茲波段位于微波和紅外之間，與現(xiàn)有的基于無(wú)線電的無(wú)線系統(tǒng)相比， 數(shù)據(jù)傳輸能力更強(qiáng)。然而，與無(wú)線電波不同的是，太赫茲波段依賴視線，當(dāng)存在物理障礙時(shí)，其工作效果并不好。但新的超表面裝置可以克服這一限制，可在任何理想的方向反射射入的太赫茲波。

普林斯頓大學(xué)電氣工程副教授Kaushik Sengupta表示，“目前的無(wú)線電波發(fā)射器就像燈泡，會(huì)把光發(fā)送到所有地方，而太赫茲光束就像激光筆。一個(gè)可編程的超表面可以產(chǎn)生任何可能的表面，就像超級(jí)投影儀一樣。”

據(jù)報(bào)道，這種超表面具有數(shù)百個(gè)可編程的太赫茲元素，每個(gè)元素直徑小于100微米，高度僅為3.4微米。該設(shè)備由銅層制成，還結(jié)合了與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振的有源電子器件，因此其幾何結(jié)構(gòu)能以每秒數(shù)十億次的速度重新配置。根據(jù)所需應(yīng)用，一個(gè)單一的太赫茲入射光束可以被分割成幾個(gè)動(dòng)態(tài)的、可定向的光束，以保持在接收器的視線范圍內(nèi)。Sengupta稱，“這些表面元素就像樂(lè)高積木一樣，都是可編程的。”

為了進(jìn)行概念證明，研究團(tuán)隊(duì)使用576個(gè)可編程元素，對(duì)表面元素陣列進(jìn)行了測(cè)試，并通過(guò)投射不可見(jiàn)的太赫茲全息圖，演示光束控制。據(jù)研究人員稱，這些元素可在更大的陣列中擴(kuò)展，并且可將其作為一種智能壁紙，整合到環(huán)境中，以便在需要的地方反射太赫茲波。

布朗大學(xué)工程學(xué)教授Daniel Mittleman雖然沒(méi)有參與這項(xiàng)研究，但他表示，“這項(xiàng)新工作展示了一種新方法，與之前的大多數(shù)方法不同，可擴(kuò)展到太赫茲范圍。關(guān)鍵是，我們現(xiàn)在掌握了一種實(shí)用的方法，可以主動(dòng)控制太赫茲光束的波前、光束大小、光束方向和其他特征。”

該技術(shù)的其他應(yīng)用還包括手勢(shì)識(shí)別、成像、工業(yè)自動(dòng)化，以及自動(dòng)駕駛汽車(chē)。在自動(dòng)駕駛汽車(chē)中，太赫茲波段傳感器和攝像頭可以提高車(chē)輛感知能力和反應(yīng)速度。