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

（圖片來源：普林斯頓大學）

在電磁波頻譜中，太赫茲波段位于微波和紅外之間，與現(xiàn)有的基于無線電的無線系統(tǒng)相比， 數(shù)據(jù)傳輸能力更強。然而，與無線電波不同的是，太赫茲波段依賴視線，當存在物理障礙時，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。

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

據(jù)報道，這種超表面具有數(shù)百個可編程的太赫茲元素，每個元素直徑小于100微米，高度僅為3.4微米。該設備由銅層制成，還結合了與結構產(chǎn)生共振的有源電子器件，因此其幾何結構能以每秒數(shù)十億次的速度重新配置。根據(jù)所需應用，一個單一的太赫茲入射光束可以被分割成幾個動態(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高積木一樣，都是可編程的?！?/p>

為了進行概念證明，研究團隊使用576個可編程元素，對表面元素陣列進行了測試，并通過投射不可見的太赫茲全息圖，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。

布朗大學工程學教授Daniel Mittleman雖然沒有參與這項研究，但他表示，“這項新工作展示了一種新方法，與之前的大多數(shù)方法不同，可擴展到太赫茲范圍。關鍵是，我們現(xiàn)在掌握了一種實用的方法，可以主動控制太赫茲光束的波前、光束大小、光束方向和其他特征?！?/p>

該技術的其他應用還包括手勢識別、成像、工業(yè)自動化，以及自動駕駛汽車。在自動駕駛汽車中，太赫茲波段傳感器和攝像頭可以提高車輛感知能力和反應速度。