Une nouvelle publication de Avancées optoélectroniques explique comment le métacanal en mode impair actif peut fournir une nouvelle voie aux futurs systèmes à un seul conducteur.
Les études de circuits planaires à un seul conducteur ont nécessité des efforts considérables. Cependant, assurer un confinement étroit du champ électromagnétique et la compatibilité avec les semi-conducteurs actifs reste un défi. Les structures SSPP ne s’intègrent pas bien avec les composants semi-conducteurs actifs. Les chercheurs ont proposé un nouvel OMM qui prend en charge les SSPP en mode impair pour les systèmes à un seul conducteur. La décoration en zigzag peut renforcer le confinement du champ et élargir la bande passante. L’OMM proposé et les propriétés intégratives peuvent ouvrir de nouvelles voies pour les futurs systèmes conformes à un seul conducteur et les peaux intelligentes.
Les circuits et systèmes planaires modernes combinent des supports de transmission multiconducteurs et des composants semi-conducteurs actifs. Cependant, les supports de transmission multiconducteurs typiques nécessitent généralement une grande masse métallique. Une limitation est que les grandes surfaces métalliques rendent le circuit trop rigide pour construire des systèmes flexibles ou souples. Un deuxième défi est que les grandes surfaces métalliques augmentent la section efficace radar (RCS) du système.
Pour résoudre les problèmes, l’exploration de supports de transmission monoconducteurs compacts sans grande masse métallique est une voie possible. Le sous-développement des systèmes à un seul conducteur par rapport aux systèmes à plusieurs conducteurs est causé par un confinement insuffisant du champ électromagnétique et une mauvaise compatibilité avec la technologie des semi-conducteurs actifs des supports à un seul conducteur. Les composants semi-conducteurs actifs matures nécessitent une entrée de signal sous forme de tension.
Les polaritons de plasmon de surface factices (SSPP) sont un type particulier d’onde de surface. Il peut imiter les polaritons optiques naturels des plasmons de surface (SPP). Les métamatériaux plasmoniques monoconducteurs et multiconducteurs peuvent prendre en charge les SSPP dans les bandes micro-ondes et térahertz. Les structures SSPP ultra-minces possèdent de nombreux avantages dans l’ingénierie des micro-ondes et des térahertz. Sur la base de ces mérites, les SSPP sont utilisés pour réaliser une série de nouveaux dispositifs. Ils comprennent des filtres, des modulateurs, des antennes et même des systèmes de référence tels que des réseaux de capteurs corporels sans fil et des systèmes de communication sans fil.
La technologie SSPP ultra-mince multiconducteur s’est développée. La réalisation historique de la communication sans fil à signal limité par sous-diffraction portée par le système SSPP multiconducteur démontre la supériorité des SSPP. Néanmoins, la technologie SSPP ultra-mince multi-conducteurs n’offre aucun avantage à briser les deux limitations des supports de transmission multi-conducteurs.
Bien que les SSPP à un seul conducteur possèdent la capacité de confinement de champ et de propagation conforme, ils sont encore loin des applications systématiques. Il n’existe pas de bonne méthode pour intégrer des composants semi-conducteurs actifs clés tels que des amplificateurs dans des circuits SSPP à un seul conducteur. La recherche d’une technique réalisable pour résoudre les problèmes des supports de transmission multiconducteurs et briser simultanément le goulot d’étranglement des supports de transmission à conducteur unique est toujours urgente.
L’équipe de recherche propose un nouveau type de métacanal en mode impair (OMM) pour les systèmes à un seul conducteur. Ils analysent tout d’abord le potentiel d’intégration semi-conducteurs actifs-composants. L’équipe a ensuite évalué les principes de conception de base de l’OMM pour renforcer le confinement du champ et élargir simultanément la bande passante. L’utilisation de la différence de potentiel de champ en mode impair de l’OMM a permis d’obtenir l’amplificateur à un seul conducteur intégré à l’OMM.
La méthode proposée peut être étendue à presque tous les composants semi-conducteurs actifs dans les systèmes micro-ondes et térahertz. L’équipe a démontré les mérites de la suppression de la diaphonie basée sur l’orthogonalité paire-impaire, le faible RCS et la flexibilité de l’OMM. Par conséquent, l’OMM proposé peut surmonter les obstacles à la réalisation de systèmes à un seul conducteur et fournir une voie de plus aux futurs skins intelligents.
Le nouveau métacanal en mode impair fonctionne comme le support de transmission fondamental pour un système à un seul conducteur. L’introduction de décorations en zigzag sur la structure SSPP résout le compromis entre la bande passante et le confinement de champ des SSPP en mode impair. Il est possible d’utiliser un champ de mode impair pour exciter des composants semi-conducteurs actifs.
En conclusion, l’OMM proposé et la méthode d’intégration semi-conducteur-composant actif suppriment les principaux obstacles à la réalisation de systèmes monoconducteurs conformes et offrent une voie pour les futures peaux intelligentes.
Pei Hang He et al, Métacanal actif en mode impair pour les systèmes à un seul conducteur, Avancées optoélectroniques (2022). DOI : 10.29026/oea.2022.210119
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