» Новый инструмент для секретных агентов – и для всех нас
01.03.2013 18:33

Новый инструмент для секретных агентов – и для всех нас

Источник перевод для gearmix ()

Учёные Калифорнийского института технологии создали дешёвый крошечный микрочип, который способен генерировать и излучать высокочастотные электромагнитные волны терагерцового диапазона. Этот диапазон лежит в практически неиспользуемой части электромагнитного спектра – между микроволнами и далёким инфракрасным излучением – и его волны могут проникать практически через любой материал без ионизирующего повреждения, свойственного рентгеновскому излучению.

Будучи интегрированными в портативные устройства, новые микрочипы имеют большое количество применений – от систем безопасности до беспроводных коммуникаций и здравоохранения. В будущем такая технология может привести, среди прочих возможных применений, к появлению новых неинвазивных методов диагностирования рака.

Учёные уже давно исследовали потенциал терагерцовых волн в диапазоне от 0.3 до 3 терагерц для сканирования и получения изображений. Такие волны легко проникают сквозь упаковочный материал и выдают изображение в высоком разрешении, а также могут обнаруживать химические отпечатки фармацевтических наркотиков, биологического оружия и взрывчатых веществ. Однако большинство существующих на сегодняшний день терагерцовых устройств требуют тяжёлых и дорогих лазерных установок и иногда – сверхнизких температур. Потенциал терагерцовых волн был практически недоступен из-за отсутствия компактной, экономичной технологии, которая бы позволяла работать в данном диапазоне.

Новые микрочипы способны генерировать сигналы в тысячи раз более сильные, чем любая из существующих технологий, и излучают терагерцовые волны, которые могут динамически программироваться для направления в конкретную точку, что делает их первыми в мире интегрированными терагерцовыми сканерами.

С помощью такого сканера учёные могут, к примеру, обнаружить лезвие бритвы в куске пластика, или определить содержание жира в биологических тканях.

Разработчикам чипа пришлось преодолеть множество препятствий на пути его создания – начиная уже с того, что кремниевые чипы просто не предназначены для работы в терагерцовом диапазоне. Фактически, каждый транзистор имеет частоту, известную как частота среза, при превышении которой он перестаёт усиливать сигнал – и ни один из существующих стандартных транзисторов не может усиливать сигнал, лежащий в терагерцовом диапазоне.

Для преодоления частоты среза, учёные использовали силу многих транзисторов, работающих в унисон. Если множество элементов управляются с правильным таймингом и правильными частотами, их совокупная мощь может быть скомбинирована, что позволит усилить общий сигнал.

Также они разработали способ излучения терагерцового сигнала после его генерации. На таких частотах невозможно использовать провода, а традиционные антенны в масштабах микрочипа неэффективны. Решение, которое было найдено – это превратить весь микрочип в антенну. Опять таки с помощью распределённого подхода, учёные интегрировали множество мелких металлических сегментов в чип, которые при управлении с определённым таймингом и определённой силой позволяют излучать скомбинированный сигнал.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Понравилась статья?
Поделись с друзьями!

x

Комментарии запрещены.