图1。由于这项研究中开发的技术，过去是两个巨大的设备现在可以安装在笔尖上。Credit: Shihab Al-Daffaie等人/Scientific Reports，DOI: 10.1038/ s41598-022-05338-0德国的一位Skoltech教授和他的同事设计了一种非常小而扁平的天线，用于接收和传输太赫兹信号。太赫兹波是一种电磁辐射，在安全检查和无线通信、癌症筛查和牙科以及检测食品降解和制造设备缺陷等多种应用中有很大前景。这项技术的问题是，太赫兹器件在被更广泛采用之前需要小型化。《科学报告》最近的研究为这一努力做出了重要贡献。“今天，你会在实验室或工业环境中，在一些机场、医院和望远镜中发现体积庞大的太赫兹设备，”该研究的第一作者、斯科勒特赫实践副教授谢哈布·达法伊说。“为了实现令人兴奋的新应用，我们需要让太赫兹技术走出实验室，进入普通人的手中和家中。这意味着使它们从根本上变小。”
这就是阿尔·达菲和他的同事们正在努力的方向:让太赫兹设备和系统触手可及。
“几乎90%的太赫兹设备使用直径约为10毫米、厚度约为6毫米的大体积硅透镜，”阿尔·达菲继续说道。“你不可能用那个东西做指尖大小的设备。所以我们找到了摆脱它的方法。”
新研究中展示的天线只有0.3毫米厚——比困扰早期设计的笨重的硅透镜薄20倍。“但这不仅仅是尺寸的缩小，”达法伊解释道。“我们可以将THz设备直接种植在平板天线上，无缝集成到系统中。以前，你会把设备放在镜头上，有点像设备中的设备，但现在我们把它放在同一个平台上。”
在不牺牲性能的情况下，这种集成大大减少了设备所需的光功率，消除了对大型激光器的需求，并使发射天线能够非常靠近接收天线。“你可以把它们都放在铅笔尖上，”Al-Daffaie继续说道，他强调说，在现有技术下，一个人将会有两个独立的设备，每个设备都有半米宽(图1)。
“为了了解如何使用这种铅笔大小的设备，可以考虑生物电池、液体或气体分析，”阿尔·达菲说。“例如，你可以用它来测试牛奶质量。你在两个天线之间放一个水滴。发射器将太赫兹波发送到接收器，接收器通过分析物质(在这种情况下是牛奶)获得它们的调制，以推断其成分。但请记住:太赫兹辐射也有利于无线通信，所以这种设置的好处是，这种天线还可以将分析结果转发到智能手机或您想要的任何地方。”
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