Las pantallas pueden ser más grandes en los teléfonos inteligentes ahora, pero casi todos los demás componentes están diseñados para ser más delgados, más plano y más pequeño que nunca. La ingeniería requiere un cambio de bien formada, y lentes voluminosos para el desarrollo de miniaturizados, metalentes bidimensionales. Pueden verse mejor pero ¿funcionan mejor?

Un equipo de investigadores con sede en Japón dice que sí, gracias a una solución que publicaron el 7 de julio en Física Aplicada Express .

Los investigadores desarrollaron previamente una metasuperficie de baja reflexión, una interfaz ultradelgada que puede manipular ondas electromagnéticas, específicamente para controlar ondas de terahercios. Estas ondas se superponen a ondas milimétricas y ondas infrarrojas, y, si bien pueden transmitir una cantidad significativa de datos, se atenúan fácilmente en la atmósfera.

Es posible que la tecnología no sea adecuada para comunicaciones inalámbricas de largo alcance, pero podría mejorar los intercambios de datos de corto alcance, como las velocidades de Internet residencial, dijo el autor del artículo Takehito Suzuki, profesor asociado en el Instituto de Ingeniería de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio. Según Suzuki, los investigadores han dado un paso hacia el desarrollo de tales aplicaciones al utilizar su metasuperficie para crear los mejores metalentes ultracortos del mundo que coliman para alinear un sistema óptico con una distancia de solo un milímetro. El metalente es capaz de aumentar la potencia transmitida en tres en el campo lejano, donde la intensidad de la señal normalmente se debilita.

"La óptica plana de terahercios basada en nuestra metasuperficie de baja reflexión desarrollada originalmente con un índice de refracción alto puede ofrecer atractivos componentes ópticos bidimensionales para la manipulación de ondas de terahercios, "Dijo Suzuki.

El desafío era si la lente de colimación, que convierte ondas de terahercios de forma aproximadamente esférica en ondas de terahercios alineadas, hecho con la metasuperficie, podría montarse cerca de la electrónica, llamada diodo de efecto túnel resonante, que transmite ondas de terahercios en la frecuencia correcta y en la dirección correcta. La distancia mínima entre el diodo y el metalente es el ingrediente necesario en los dispositivos electrónicos actuales y futuros, Dijo Suzuki.

"Resolvimos este problema, ", Dijo Suzuki." Integramos un metalente de colimación fabricado con nuestra metasuperficie original con un diodo tunelizador resonante a una distancia de un milímetro ". Las mediciones verifican que los metalentes colimantes integrados con el diodo tunelizador resonante mejoran la directividad a tres veces la de un diodo tunelizador resonante. diodo tunelizador resonante único.

Los investigadores sintonizaron su dispositivo a 0,3 terahercios, una banda a una frecuencia más alta que la utilizada para las comunicaciones inalámbricas 5G. La manipulación de ondas electromagnéticas de alta frecuencia permite la carga y descarga de grandes cantidades de datos en comunicaciones inalámbricas 6G. según Suzuki.

"La banda de 0,3 terahercios es un candidato prometedor para 6G que ofrece sistemas ciberfísicos avanzados, "Dijo Suzuki." Y nuestros metalentes de colimación presentados pueden integrarse simplemente con varias fuentes de onda continua de terahercios para acelerar el crecimiento de la industria emergente de terahercios, como las comunicaciones inalámbricas 6G ".