直播开讲 精彩不停

陈辰，清华大学精密仪器系在读博士生，导师为杨原牧副教授，主要研究领域为液晶超表面与太赫兹波束调控，已合作发表论文三篇。杨原牧课题组专注于超光学领域的研究，顺利获得在亚波长尺度上设计光与物质的相互作用，开发新一代的微型化和多功能光学系统，主要研究方向包括超表面多维光场感测和亚波长厚度的非线性光源，更多研究内容和成果参考课题组网站thumetaoptics.com。

太赫兹频段是电学和光学之间的桥梁，有望在变革性无线通信和成像系统中发挥重要作用、实现前所未有的功能。本次追光智汇直播间由清华大学陈辰博士主讲，为同学们带来了有关如何开发高性能的太赫兹波束形成器件，实现对太赫兹波束灵活动态地调控的全新视角。

报告介绍了太赫兹波的独特性质和应用现状、面临挑战，以及太赫兹对波束成形器件的需求，回顾了波束成形器件的技术路线，并总结了团队在设计可重构的液晶太赫兹超表面方面的研究工作和重要成果。

弹幕答疑 实时互动

Q：智能超表面技术主要分为动态波束和高增益天线，那么瞬时数据提升吞吐量的问题应该如何解决？利用液晶超表面实现太赫兹波束成形技术的工作展示出随着频率增加其他各项参数将受到显著影响，那么如何平衡各参数之间的关系呢？

A：现在数据吞吐量主要是顺利获得信道的载波频率进行提升的，例如根据信道容量公式，相比现有的无线通信系统，使用太赫兹波作为载波进行通讯可以提升数据吞吐量，可以有更高的冗余应对瞬时吞吐量提升。还有另一个方面，如果使用瓦力棋牌瓦力设计的RIS进行无线通信，同时产生多个独立波束服务多个用户，也可以提升整个通信系统的数据吞吐量。随着工作频率的增加，设计中的几何参数、电压排布等都会发生变化。在波束成形器件中，人们比较关注的指标是增益、偏转效率、主旁瓣比、视场等等，想要同时提升这些指标需要精细的控制大量单元的电压排布，这个对控制部分的要求较高，具体实现的指标要根据应用需求进行平衡。

Q：团队结果展示中，您可以在保证高增益小旁瓣时将视场角扩大两倍到三倍，传输信号的稳定性怎么保证现在液晶超表面实现的太赫兹波束成形有哪些应用?

A：传输信号的稳定性主要由器件加载电压的稳定性和器件工作的鲁棒性决定，如果两点都满足，那么RIS的增益图是稳定的。还有考虑到信道随时间会有变化，所以可能需要随时间实时补偿信道的变化，才能保持传输信号的稳定。液晶超表面主要的应用是面向太赫兹通信，也就是报告中提到的服务动态的多个用户。液晶超表面也可以应用于太赫兹扫描成像，但是对波束角度的分辨力有较高要求，现有器件的分辨力还不能体现太赫兹成像的高分辨率，需要进一步的提升。此外，液晶超表面还可以应用于通信中的信号加载，但是对器件调制速度有较高要求，液晶相比于其他技术路线有劣势。

Q：太赫兹频段与其他频段的应用优势集中在哪些方面？液晶分子的取向会受超表面结构影响吗？

A：太赫兹频段主要相比微波波段有更大的带宽和更小的波长，所以可以实现更高速的通信和更高分辨率的成像。此外，太赫兹频段物质的特征光谱也对物质识别有帮助。液晶分子的尺寸在纳米量级，而太赫兹超表面的结构尺寸在微米量级。在超表面的结构尺寸和液晶分子尺寸量级相当的情况下超表面会影响液晶的取向，所以在瓦力棋牌瓦力这个设计中超表面结构不会影响液晶分子的取向。

陈辰表示，团队致力于液晶超表面与太赫兹波束调控的全领域研究，未来将继续探索超光学领域，顺利获得在亚波长尺度上设计光与物质的相互作用，开发新一代的微型化和多功能光学系统，主要研究方向包括超表面多维光场感测和亚波长厚度的非线性光源，团队将继续深入探究基于液晶超表面的太赫兹波束调控动态特性，在已有的基础上寻求更多科研发现。

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