◆陳志豪(左二)及蔡定平(左四)等人研發新超構器件。 城大圖片
◆超構表面由逾15,000個以三維打印技術製成的微小人造超構天線組成。城大圖片

香港文匯報訊(記者 高鈺)香港城市大學科研團隊成功研發出新型可調的太赫茲超構器件,可將訊號傳送至特定接收器,若相關技術能被廣泛應用,將有助節能及提升信息傳遞的保密性,對促進6G第六代通訊、無線電力傳輸及遙距感應系統的發展有莫大裨益。據介紹,此超構器件製作成本低,極有潛力成為6G通訊的工業級組件,研究成果已在學術期刊《Science Advances》上發表。

負責領導這次研究的城大團隊包括電機工程學系講座教授兼太赫茲及毫米波國家重點實驗室主任陳志豪、電機工程學系講座教授蔡定平、電機工程學系助理教授陳沐谷、太赫茲及毫米波國家重點實驗室博士後研究員吳耿波,及該系博士研究生張景程。

升信息隱密性 更安全靈活

城大團隊研發的超構表面直徑為30毫米、由逾15,000個以三維打印技術製成的微小人造超構天線組成,能控制太赫茲波束投射至二維平面甚至三維空間的某個特定點,只有身處該位置的用家才能接收到有關訊號。

蔡定平表示,這種任意操控太赫茲波束,讓訊號得以傳遞到特定接收器的技術,能避免訊號發射至附近其他接收器而浪費電源,亦提升信息隱密性,優化通訊系統的安全度、靈活度和信號集中度。

為了控制超構器件對準二維平面及三維空間,找出每個特定方位的準確位置,研究人員須進行大量精準的計算工作來設計這個超構器件。他們為製作可變焦的超構器件,結合及旋轉多種相位分布,包括超構天線的形貌尺寸、傾斜度及對焦相位,並在兩至三個超構表面內執行各種不同的投射。

為驗證相關概念的可行性,團隊採用了兩組不同的變焦超構器件隨意操控其波前及焦點。雙體式的超構器件用以操控艾里光束在二維平面對焦,而三體式超構器件則用作操控三維空間的高斯聚焦點,而城大新研發的超構器件設計,已在太赫茲及毫米波國家重點實驗室中進行測試並通過驗證。