DARPA成功開(kāi)發(fā)太赫茲集成電路

　　DARPA的“太赫茲電子元器件”項(xiàng)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(jí)同源放大器工作頻率達(dá)1012GHz(太赫茲)，比2012年創(chuàng)下的850GHz世界紀(jì)錄高1500GHz。

　　DARPA項(xiàng)目經(jīng)理稱，太赫茲電路除了具備卓越的性能外，還開(kāi)辟了亞毫米波段新的研發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域。這項(xiàng)突破可能帶來(lái)革命性的技術(shù)發(fā)展，如高分辨率安全成像系統(tǒng)，先進(jìn)的防撞雷達(dá)，系統(tǒng)容量大幅度增加的通信網(wǎng)絡(luò)，以及能夠檢測(cè)到潛在化學(xué)危險(xiǎn)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(dāng)前的集成電路制造工藝水平超出了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。增益由對(duì)數(shù)量化并用分貝表示，類似于用里氏表示地震的強(qiáng)度，它描述了電路中放大器對(duì)輸入信號(hào)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(jī)工作的頻率在1.0～2.0MHz，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為5.7 GHz。DARPA項(xiàng)目經(jīng)理表示，6dB及以上的增益將開(kāi)始從實(shí)驗(yàn)室階段發(fā)展到實(shí)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(wú)線電電路開(kāi)辟了新的可能性。

　　多年來(lái)，研究人員一直在尋求開(kāi)發(fā)利用頻率大于300MHz、波長(zhǎng)小于1mm的極高頻段。由于缺乏有效的生成、檢測(cè)、處理和發(fā)射必要的高頻信號(hào)方法，太赫茲頻段的開(kāi)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(wú)法訪問(wèn)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(kuò)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(jìn)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(guò)高頻率集成真空電子項(xiàng)目、SWIFT 以及 TFAST項(xiàng)目對(duì)太赫茲電子設(shè)備開(kāi)展了大量工作。每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施都建立在前一個(gè)項(xiàng)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(dá)到太赫茲的頻率閾值。