La investigación en ingeniería eléctrica sobre antenas extremadamente pequeñas ha logrado avances que podrían tener un impacto importante en el intercambio seguro de información. dando acceso a los EE. UU. a una banda de frecuencia que ningún otro país puede alcanzar.

El laboratorio de imágenes y espectroscopia de terahercios de la profesora de ingeniería eléctrica Magda El-Shenawee es conocido por su investigación revolucionaria sobre la detección de tumores de cáncer de mama utilizando tecnología de imágenes de terahercios. Ahora, El-Shenawee ha publicado un artículo que sugiere que las antenas de terahercios podrían tener sus señales reforzadas para su uso en la transmisión de información.

Su papel titulado "Plasmonic Nanodisk de película fina Terahertz fotoconductora antena, "se presentó en la conferencia internacional de Antenas y Propagación en Boston el mes pasado. La investigación se llevó a cabo en colaboración con TeraView Ltd., un importante fabricante de sistemas de terahercios en el Reino Unido.

Las antenas de terahercios son pequeñas, sólo una fracción de milímetro de tamaño. En comparación, las antenas de microondas que se utilizan en los teléfonos móviles son 10 veces más grandes. Las antenas de terahercios recién creadas han enviado a investigadores de todo el mundo a competir para mejorar su eficiencia.

Las antenas actuales del mercado proporcionan una potencia muy baja, una fracción de milivatio, que es adecuado para algunas aplicaciones, como imágenes de cáncer de mama. Sin embargo, Las limitaciones de potencia actuales hacen que la antena sea inferior para su uso en aplicaciones potenciales como sistemas de radar para defensa y comunicaciones inalámbricas de alta velocidad.

El reto, El-Shenawee dijo:es que la fuerza de una onda de terahercios se debilita cuando viaja debido a su sensibilidad al agua, incluida la humedad en el aire. Para que la ola viaje distancias más largas, la antena transmisora ​​de terahercios necesita irradiar ondas electromagnéticas de mayor potencia en la fuente.

La idea de El-Shenawee para mejorar la eficiencia de la antena de terahercios implica avanzar en el material y el diseño de la antena. Ella está colaborando con Hugh Churchill, científico de materiales y profesor asistente de física en la Facultad de Artes y Ciencias J. William Fulbright, y Miaoqing Huang, profesor asociado de informática en la Facultad de Ingeniería.

El plan del grupo es proporcionar una emisión superior de terahercios basada en una arquitectura de dispositivo plasmónico de película delgada. Los primeros resultados han mostrado un aumento de tres veces en la producción de energía.

La antena de terahercios actual de Shenawee se construyó utilizando matrices de nanodiscos sobre una película delgada de un semiconductor. En este caso, Arseniuro de galio cultivado a baja temperatura, un material típico para este tipo de antenas, se utilizó. La antena es excitada por láser de femtosegundos, con electrodos de antena ubicados debajo del semiconductor para aumentar la luz atrapada en el semiconductor y la fotocorriente, y de ahí la potencia de terahercios radiada.

Hasta aquí, la potencia alcanzada es de 3 microvatios, en comparación con las antenas convencionales que proporcionan 1 microvatio.

Las antenas de terahercios de alta potencia como la propuesta por la investigación de El-Shenawee tienen aplicaciones en la comunicación inalámbrica electrónica de alta velocidad. El-Shenwaee dijo que las aplicaciones en la comunicación de defensa, especialmente en lo que respecta a la transmisión fiable y el intercambio seguro de información, puede ser significativo.

"Si podemos hacer avanzar las antenas de terahercios aumentando su potencia de salida, Estados Unidos utilizará una banda de frecuencia para la que ningún otro país tiene la tecnología todavía, " ella dijo.