En ny publikation från Opto-Electronic Advances diskuterar hur aktiv udda-mode-metakanal kan ge en ny väg till framtida enledarsystem.

Planära enkelledarkretsstudier har inneburit enorma ansträngningar. Att tillhandahålla tät elektromagnetisk fältbegränsning och kompatibilitet med aktiva halvledare är dock fortfarande en utmaning. SSPP-strukturer integreras inte bra med aktiva halvledarkomponenter. Forskare har föreslagit en ny OMM som stöder SSPP i udda läge för enkelledarsystem. Sicksackdekoration kan stärka fältbegränsningen och bredda bandbredden. Den föreslagna OMM och integrerande egenskaper kan ge nya vägar för framtida enledarkonforma system och smarta skal.

Moderna plana kretsar och system kombinerar flerledaröverföringsmedia och aktiva halvledarkomponenter. Emellertid kräver typiska flerledaröverföringsmedia vanligtvis en stor metallisk jordning. En begränsning är att stora metallytor gör kretsen för stel för att konstruera flexibla eller mjuka system. En andra utmaning är att stora metallytor ökar systemets radartvärsnitt (RCS).

För att lösa problemen är det en möjlig väg att utforska kompakta enledaröverföringsmedia utan stor metallisk jord. Underutvecklingen av enledarsystem jämfört med flerledarsystem orsakas av otillräcklig inneslutning av elektromagnetiska fält och dålig kompatibilitet med den aktiva halvledarteknologin hos enledarmedia. Mogna aktiva halvledarkomponenter kräver signalingång i form av spänning.

Spoof surface plasmon polaritons (SSPPs) är en speciell typ av ytvåg. Det kan efterlikna de optiska naturliga ytplasmonpolaritonerna (SPPs). Både enledar- och flerledarplasmoniska metamaterial kan stödja SSPPs i mikrovågs- ​​och terahertzbanden. Ultratunna SSPP-strukturer har många fördelar inom mikrovågs- ​​och terahertzteknik. Baserat på dessa fördelar används SSPP:er för att realisera en serie nya enheter. De inkluderar filter, modulatorer, antenner och till och med landmärkessystem som trådlösa kroppssensornätverk och trådlösa kommunikationssystem.

Ultratunn SSPP-teknik med flera ledare har vuxit. Det landmärke som uppnåtts med sub-diffraktionsbegränsad trådlös signalkommunikation som bärs av SSPP-systemet med flera ledare visar SSPP:s överlägsenhet. Ändå ger flerledars ultratunn SSPP-teknik inga fördelar när det gäller att bryta de två begränsningarna för flerledaröverföringsmedia.

Även om enledar-SSPP har förmågan till fältinneslutning och konform spridning, är de fortfarande långt ifrån systematiska tillämpningar. Det finns ingen bra metod för att integrera viktiga aktiva halvledarkomponenter såsom förstärkare i enledar-SSPP-kretsar. Det är fortfarande brådskande att söka efter en genomförbar teknik för att lösa problemen med flerledaröverföringsmedia och samtidigt bryta flaskhalsen för enkelledaröverföringsmedia.

Forskargruppen föreslår en ny typ av udda-mode-metakanal (OMM) för enledarsystem. De analyserar först potentialen för aktiv halvledarkomponentintegrering. Teamet utvärderade sedan de grundläggande designprinciperna bakom OMM för att stärka fältbegränsning och bredda bandbredd samtidigt. Genom att använda fältpotentialskillnaden i udda läge för OMM uppnåddes den enledarförstärkare integrerad med OMM.

Den föreslagna metoden kan utvidgas till nästan alla aktiva halvledarkomponenter i mikrovågs- ​​och terahertzsystem. Teamet visade fördelarna med undertryckning av överhörning baserat på ortogonalitet i udda-jämnt läge, låg RCS och OMM:s flexibilitet. Därför kan den föreslagna OMM övervinna hindren för att förverkliga enledarsystem och ge ytterligare en väg till framtida smarta skal.

Den nya udda-mode-metakanalen fungerar som det grundläggande överföringsmediet för ett enledarsystem. Att introducera sicksackdekorationer på SSPP-strukturen löser kompromissen mellan bandbredd och fältbegränsning av SSPP:er i udda läge. Det är möjligt att använda ett udda lägesfält för att excitera aktiva halvledarkomponenter.

Sammanfattningsvis avlägsnar den föreslagna OMM och metoden för aktiv halvledarkomponentintegrering de stora hindren för att förverkliga konforma enledarsystem och ger en väg för framtida smarta skal. + Utforska vidare

Bättre integrerade kretsar med glidsymmetri