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中國(guó)浙江大學(xué)和之江實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)近日在《光子學(xué)》（PhotoniX）上發(fā)表了一項(xiàng)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。該天線尺寸比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)小近1萬倍，為低頻（LF）應(yīng)用如水下通信、地下傳感和電離層波導(dǎo)等領(lǐng)域帶來了天線小型化的突破。 傳統(tǒng)低頻無線信號(hào)天線因諧振頻率與物理尺寸相關(guān)，尺寸限制在厘米級(jí)，且小型化往往以降低靈敏度為代價(jià)。而該研究團(tuán)隊(duì)的納米天線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(xiàn)了電荷增強(qiáng)、尺寸-頻率解耦和高保真信號(hào)解調(diào)等關(guān)鍵進(jìn)展。其中，通過聚焦電子束，納米顆粒能穩(wěn)定攜帶超過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納米大小的天線能在30 kHz-180 kHz范圍內(nèi)工作；在弱電場(chǎng)下，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低誤碼率，驗(yàn)證了其在高真空環(huán)境中的可行性。 此外，該納米天線還具有可調(diào)性、矢量檢測(cè)等技術(shù)亮點(diǎn)，通過調(diào)整光阱功率可實(shí)現(xiàn)連續(xù)頻率調(diào)諧，靈敏度優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)；3D運(yùn)動(dòng)跟蹤實(shí)現(xiàn)全向信號(hào)接收，優(yōu)于傳統(tǒng)的標(biāo)量天線。研究團(tuán)隊(duì)還成功傳輸圖像并控制誤碼率，證明了其實(shí)際應(yīng)用潛力。 盡管目前納米天線的靈敏度仍比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)低3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，但其納米級(jí)尺寸和可調(diào)性在極端環(huán)境中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。未來研究將聚焦于陣列集成、頻率擴(kuò)展和芯片級(jí)部署等方面，以進(jìn)一步拓展其應(yīng)用范圍和性能。 《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
