Les écrans peuvent être plus grands sur les smartphones maintenant, mais presque tous les autres composants sont conçus pour être plus minces, plus plat et plus petit que jamais. L'ingénierie nécessite un changement de forme, et lentilles encombrantes au développement de miniaturisés, métalenses bidimensionnelles. Ils pourraient mieux paraître, mais fonctionnent-ils mieux ?

Une équipe de chercheurs basés au Japon dit oui, grâce à une solution qu'ils ont publiée le 7 juillet dans Physique Appliquée Express .

Les chercheurs ont précédemment développé une métasurface à faible réflexion - une interface ultra-mince qui peut manipuler les ondes électromagnétiques - spécifiquement pour contrôler les ondes térahertz. Ces ondes se superposent aux ondes millimétriques et aux ondes infrarouges, et, alors qu'ils peuvent transmettre une quantité importante de données, ils s'atténuent facilement dans l'atmosphère.

La technologie peut ne pas convenir aux communications sans fil longue portée, mais pourrait améliorer les échanges de données à courte portée, tels que les vitesses Internet résidentielles, a déclaré l'auteur de l'article Takehito Suzuki, professeur agrégé à l'Institut d'ingénierie de l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo. Selon Suzuki, les chercheurs ont fait un pas vers de tels développements d'applications en utilisant leur métasurface pour fabriquer les meilleurs métalens ultra-courts au monde qui collimatent pour aligner un système optique à une distance d'un millimètre seulement. Le métalens est capable d'augmenter la puissance transmise par trois dans le champ lointain, où la force du signal s'affaiblit généralement.

« L'optique plate térahertz basée sur notre métasurface à faible réflexion développée à l'origine avec un indice de réfraction élevé peut offrir des composants optiques bidimensionnels attrayants pour la manipulation des ondes térahertz, ", a déclaré Suzuki.

Le défi était de savoir si la lentille de collimation, qui convertit les ondes térahertz de forme approximativement sphérique en ondes térahertz alignées, fait avec la métasurface, pourrait être monté à proximité de l'électronique - appelée diode à effet tunnel résonnant - qui transmet les ondes térahertz à la bonne fréquence et dans la bonne direction. La distance minimale entre la diode et les métaux est l'ingrédient nécessaire dans les appareils électroniques actuels et futurs, dit Suzuki.

"Nous avons résolu ce problème, ", a déclaré Suzuki. "Nous avons intégré un métal de collimation fabriqué avec notre métasurface d'origine avec une diode à effet tunnel résonnante à une distance d'un millimètre. diode à effet tunnel à résonance unique.

Les chercheurs ont réglé leur appareil à 0,3 térahertz, une bande à une fréquence plus élevée que celle utilisée pour les communications sans fil 5G. La manipulation d'ondes électromagnétiques à haute fréquence permet le téléchargement d'énormes quantités de données dans les communications sans fil 6G, selon Suzuki.

"La bande 0,3 terahertz est un candidat prometteur pour la 6G offrant des systèmes cyber-physiques avancés, ", a déclaré Suzuki. "Et nos métaux de collimation présentés peuvent être simplement intégrés à diverses sources d'ondes continues térahertz pour accélérer la croissance de l'industrie térahertz émergente telle que les communications sans fil 6G."