La recherche en génie électrique sur les antennes extrêmement petites a fait des progrès qui pourraient avoir un impact majeur sur l'échange d'informations sécurisé, donnant aux États-Unis l'accès à une bande de fréquences qu'aucun autre pays ne peut atteindre.

Le laboratoire d'imagerie et de spectroscopie térahertz du professeur de génie électrique Magda El-Shenawee est connu pour ses recherches révolutionnaires sur la détection des tumeurs du cancer du sein à l'aide de la technologie d'imagerie térahertz. Maintenant, El-Shenawee a publié un article suggérant que les antennes térahertz pourraient avoir leurs signaux renforcés pour une utilisation dans la transmission d'informations.

Son papier, intitulé « Antenne photoconductrice térahertz à couche mince de nanodisque plasmonique, " a été présenté à la conférence internationale des antennes et de la propagation à Boston le mois dernier. La recherche a été menée en collaboration avec TeraView Ltd., un important fabricant de systèmes térahertz au Royaume-Uni.

Les antennes térahertz sont minuscules, seulement une fraction de millimètre. Par comparaison, les antennes micro-ondes utilisées dans les téléphones portables sont plus de 10 fois plus grandes. Les antennes térahertz nouvellement créées ont envoyé des chercheurs du monde entier courir pour améliorer son efficacité.

Les antennes actuelles du marché fournissent une très faible puissance, une fraction de milliwatt, ce qui est suffisant pour certaines applications, comme l'imagerie du cancer du sein. Cependant, les limitations de puissance actuelles rendent l'antenne inférieure pour une utilisation dans des applications potentielles telles que les systèmes radar pour la défense et les communications sans fil à haute vitesse.

Le défi, El-Shenawee a dit, est que la force d'une onde térahertz s'affaiblit lorsqu'elle se déplace à cause de sa sensibilité à l'eau, y compris l'humidité de l'air. Pour que la vague parcoure de plus longues distances, l'antenne térahertz émettrice doit émettre des ondes électromagnétiques de puissance plus élevée à la source.

L'idée d'El-Shenawee pour améliorer l'efficacité de l'antenne térahertz consiste à faire progresser le matériau et la conception de l'antenne. Elle collabore avec Hugh Churchill, un scientifique des matériaux et professeur adjoint de physique au J. William Fulbright College of Arts and Sciences, et Miaoqing Huang, professeur agrégé d'informatique au College of Engineering.

Le plan du groupe est de fournir une émission térahertz supérieure basée sur une architecture de dispositif à couche mince plasmonique. Les premiers résultats ont montré une multiplication par trois de la puissance de sortie.

L'antenne térahertz actuelle de Shenawee a été construite à l'aide de réseaux de nanodisques au-dessus d'un film mince d'un semi-conducteur. Dans ce cas, arséniure de gallium cultivé à basse température, un matériau typique pour ce type d'antennes, a été utilisé. L'antenne est excitée par laser femtoseconde, avec des électrodes d'antenne situées sous le semi-conducteur pour augmenter la lumière piégée dans le semi-conducteur et le photocourant, et donc la puissance térahertz rayonnée.

Jusque là, la puissance atteinte est de 3 microwatts, par rapport aux antennes conventionnelles qui fournissent 1 microwatt.

Les antennes térahertz haute puissance comme celle proposée par les recherches d'El-Shenawee ont des applications dans les communications sans fil électroniques à haute vitesse. El-Shenwaee a déclaré des applications dans la communication de la défense, notamment en matière de transmission fiable et d'échange d'informations sécurisé, peut être important.

"Si nous pouvons faire progresser les antennes térahertz en augmentant leur puissance de sortie, les États-Unis utiliseront une bande de fréquence pour laquelle aucun autre pays n'a encore la technologie, " elle a dit.