近日,日本京都大学的Itsuhiro Kakeya及其研究团队取得一项新进展。经过不懈努力,他们实现铜超导体太赫兹本征约瑟夫森结发射极的宽带频率调制。相关研究成果已于2024年1月10日在国际知名学术期刊《自然光子学》上发表。
本研究的目标是证实利用约瑟夫森结产生调频(FM)太赫兹连续波。通过在约瑟夫森等离子体发射(JPE)的840-890GHz载波上叠加3GHz正弦波,研究人员成功获得了40GHz的调频带宽。实验结果证明了瞬时JPE频率与千兆赫调制偏置电压之间的紧密关系。这种单片器件产生的宽带调频太赫兹与实验台上复杂光学元件构建的锁模频率梳相比,显示出显著的优势。
通过进一步增加调制幅度,其有望在一个以上的倍频程上实现频率的上变频或下变频。与调幅波相比,所获得的调频带宽在解调信噪比方面提高了两个数量级。本研究展示的调频JPE为太赫兹通信技术和超导器件计量应用的深入研究注入了新的活力。
据悉,使用太赫兹(~1012Hz)电磁波进行通信对于发展第六代无线网络基础设施至关重要。然而,稳定辐射与太赫兹源频率调制之间的矛盾限制了信号在载波上的叠加。约瑟夫森结辐射能够产生太赫兹波,其频率与偏置电压成正比。因此,通过调制偏置电压,可以实现约瑟夫森等离子体发射(JPE)频率的调制。
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