DARPA成功開發(fā)太赫茲集成電路

　　DARPA的“太赫茲電子元器件”項目研發(fā)了最快的固體放大器單片集成電路，其使用的10級同源放大器工作頻率達1012GHz(太赫茲)，比2012年創(chuàng)下的850GHz世界紀錄高1500GHz。

　　DARPA項目經(jīng)理稱，太赫茲電路除了具備卓越的性能外，還開辟了亞毫米波段新的研發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域。這項突破可能帶來革命性的技術(shù)發(fā)展，如高分辨率安全成像系統(tǒng)，先進的防撞雷達，系統(tǒng)容量大幅度增加的通信網(wǎng)絡(luò)，以及能夠檢測到潛在化學(xué)危險品和靈敏度更高的炸藥光譜儀。該集成電路由諾斯羅普·格魯曼公司研制的功率增益比當前的集成電路制造工藝水平超出了幾個數(shù)量級。增益由對數(shù)量化并用分貝表示，類似于用里氏表示地震的強度，它描述了電路中放大器對輸入信號的放大能力。諾斯羅普·格魯曼公司的太赫茲單片集成電路工作在1.0太赫茲的增益為9dB，工作在1.03兆赫茲為10dB。相比之下，目前的智能手機工作的頻率在1.0～2.0MHz，無線網(wǎng)絡(luò)為5.7 GHz。DARPA項目經(jīng)理表示，6dB及以上的增益將開始從實驗室階段發(fā)展到實際應(yīng)用，但在太赫茲頻段獲得9dB的增益尚屬首次。這為創(chuàng)建太赫茲無線電電路開辟了新的可能性。

　　多年來，研究人員一直在尋求開發(fā)利用頻率大于300MHz、波長小于1mm的極高頻段。由于缺乏有效的生成、檢測、處理和發(fā)射必要的高頻信號方法，太赫茲頻段的開發(fā)利用一直極其困難。目前使用的固態(tài)電子技術(shù)，由于晶體管的性能不足，在很大程度上無法訪問亞毫米波頻段。為了解決“太赫茲差距”，研發(fā)人員使用傳統(tǒng)的頻率轉(zhuǎn)化方法改變交流電的頻率，使電路由毫米波擴展到更高的頻段。但這種方法有其弊端，限制了電子設(shè)備的輸出功率，并且不利于改進電路的信噪比，增加了電子設(shè)備的尺寸、重量和功耗。

　　DARPA已通過高頻率集成真空電子項目、SWIFT 以及 TFAST項目對太赫茲電子設(shè)備開展了大量工作。每個項目的實施都建立在前一個項目成功的基礎(chǔ)之上，并提供工作頻率所需的基礎(chǔ)研究，從而達到太赫茲的頻率閾值。