Технологии псевдоповерхностей высших порядков на грани науки и фантастики. Владимир Игоревич Хаустов
Читать онлайн книгу.
замкнутой) моды в пространстве кривизны;
– быть ловушкой. Если определённая частота не имеет выхода из объёма на уровне сечения;
– быть фильтром-пропускателем. Если волна проходит сквозь тело без формирования устойчивых отражений и задержек;
– быть спектральным маршрутизатором. Разные частоты или гармоники возбуждают разные зоны поверхности и выходят из разных углов.
На практике это открывает дорогу к созданию терагерцовых устройств нового класса:
– Спектрально-чувствительных коммутаторов. За счёт геометрической настройки формируется уникальное распределение направлений выхода для разных частот;
– Геометрических мультиплексоров и демультиплексоров. Поверхность автоматически распределяет компоненты сигнала в разные пространственные области;
– Резонаторов с программируемой добротностью. Гауссова кривизна позволяет управлять временем удержания энергии – это особенно важно для создания быстро откликающихся сенсоров;
– Печатных фильтров. Вся структура может быть реализована в виде плоской или слегка объёмной геометрии, напечатанной на подложке (диэлектрической или гибкой), без использования активных элементов.
По своей структуре такие фильтры можно интегрировать в стандартные линии передачи и чипы, занимая минимальный объём. Использование печатных или литографированных геометрий на основе псевдопараболических профилей позволяет изготавливать фильтры и резонаторы на одном слое материала, фактически как пару контура из чисто геометрических мотивов без дополнительной компоненты – только форма поверхности диктует спектральную логику.
Преимущества по сравнению с традиционными ТГц-решениями:
– Миниатюризация. Размеры соответствуют локальной кривизне, а не длине волны или размерам волновода;
– Отсутствие необходимости в металлических или сверхпроводящих контактах, что критично для надёжности в суровой среде;
– Низкие потери. За счёт отсутствия резких границ, неоднородностей, дифракционных ступеней;
– Высокая согласуемость с метаматериалами и метаповерхностями;
– Возможность программируемого фокусирования без фазовых структур.
Применения:
– Терагерцовая спектроскопия и бесконтактное сканирование;
– Гибридные фотонно-электронные фильтры на чипе;
– ТГц-обработка информации: фильтрация, маршрутизация, накопление;
– Селективное возбуждение квантовых переходов на заданной частоте в фотонных и плазмонных системах;
– Биоимпедансная чувствительная фильтрация в медицинской диагностике (например, в "лазерном носе" или детекторе заболеваний по потоку ИК-излучения кожи).
Таким образом, псевдопараболоиды и другие криволинейные псевдоповерхности в терагерцовом диапазоне становятся физической основой для совершенно нового типа функциональных фильтров