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中國浙江大學(xué)和之江實(shí)驗室的一個(gè)研究團隊近日在《光子學(xué)》（PhotoniX）上發(fā)表了一項創(chuàng )新成果——一種利用光學(xué)懸浮納米粒子的低頻接收天線(xiàn)。該天線(xiàn)尺寸比傳統設計小近1萬(wàn)倍，為低頻（LF）應用如水下通信、地下傳感和電離層波導等領(lǐng)域帶來(lái)了天線(xiàn)小型化的突破。 傳統低頻無(wú)線(xiàn)信號天線(xiàn)因諧振頻率與物理尺寸相關(guān)，尺寸限制在厘米級，且小型化往往以降低靈敏度為代價(jià)。而該研究團隊的納米天線(xiàn)則利用激光捕獲的高真空懸浮二氧化硅納米顆粒（直徑143納米），實(shí)現了電荷增強、尺寸-頻率解耦和高保真信號解調等關(guān)鍵進(jìn)展。其中，通過(guò)聚焦電子束，納米顆粒能穩定攜帶超過(guò)200個(gè)凈電荷，提高了電場(chǎng)靈敏度；納米顆粒的諧振頻率使得100納米大小的天線(xiàn)能在30 kHz-180 kHz范圍內工作；在弱電場(chǎng)下，系統實(shí)現了低誤碼率，驗證了其在高真空環(huán)境中的可行性。 此外，該納米天線(xiàn)還具有可調性、矢量檢測等技術(shù)亮點(diǎn)，通過(guò)調整光阱功率可實(shí)現連續頻率調諧，靈敏度優(yōu)于傳統設計；3D運動(dòng)跟蹤實(shí)現全向信號接收，優(yōu)于傳統的標量天線(xiàn)。研究團隊還成功傳輸圖像并控制誤碼率，證明了其實(shí)際應用潛力。 盡管目前納米天線(xiàn)的靈敏度仍比傳統設計低3-4個(gè)數量級，但其納米級尺寸和可調性在極端環(huán)境中具有獨特優(yōu)勢。未來(lái)研究將聚焦于陣列集成、頻率擴展和芯片級部署等方面，以進(jìn)一步拓展其應用范圍和性能。 《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
