DARPA成功开发太赫兹集成电路

DARPA成功开发太赫兹集成电路

　　DARPA的“太赫兹电子元器件”项目研发了最快的固体放大器单片集成电路，其使用的10级同源放大器工作频率达1012GHz(太赫兹)，比2012年创下的850GHz世界纪录高1500GHz。

　　DARPA项目经理称，太赫兹电路除了具备卓越的性能外，还开辟了亚毫米波段新的研发与应用领域。这项突破可能带来革命性的技术发展，如高分辨率安全成像系统，先进的防撞雷达，系统容量大幅度增加的通信网络，以及能够检测到潜在化学危险品和灵敏度更高的炸药光谱仪。该集成电路由诺斯罗普·格鲁曼公司研制的功率增益比当前的集成电路制造工艺水平超出了几个数量级。增益由对数量化并用分贝表示，类似于用里氏表示地震的强度，它描述了电路中放大器对输入信号的放大能力。诺斯罗普·格鲁曼公司的太赫兹单片集成电路工作在1.0太赫兹的增益为9dB，工作在1.03兆赫兹为10dB。相比之下，目前的智能手机工作的频率在1.0～2.0MHz，无线网络为5.7 GHz。DARPA项目经理表示，6dB及以上的增益将开始从实验室阶段发展到实际应用，但在太赫兹频段获得9dB的增益尚属首次。这为创建太赫兹无线电电路开辟了新的可能性。

　　多年来，研究人员一直在寻求开发利用频率大于300MHz、波长小于1mm的极高频段。由于缺乏有效的生成、检测、处理和发射必要的高频信号方法，太赫兹频段的开发利用一直极其困难。目前使用的固态电子技术，由于晶体管的性能不足，在很大程度上无法访问亚毫米波频段。为了解决“太赫兹差距”，研发人员使用传统的频率转化方法改变交流电的频率，使电路由毫米波扩展到更高的频段。但这种方法有其弊端，限制了电子设备的输出功率，并且不利于改进电路的信噪比，增加了电子设备的尺寸、重量和功耗。

　　DARPA已通过高频率集成真空电子项目、SWIFT 以及 TFAST项目对太赫兹电子设备开展了大量工作。每个项目的实施都建立在前一个项目成功的基础之上，并提供工作频率所需的基础研究，从而达到太赫兹的频率阈值。

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