L’exploration des ondes électromagnétiques dans la gamme des fréquences térahertz ouvre des horizons nouveaux pour les communications et les applications avancées en matière de balayage et d’imagerie. Une équipe de chercheurs de l’Université de Tohoku a franchi une étape significative en développant un filtre réglable pour les signaux dans la bande des ondes térahertz.
Les ondes térahertz se situent dans une région spécifique du spectre électromagnétique, entre les fréquences micro-ondes et infrarouges. Elles présentent une fréquence plus élevée que les ondes radio, mais inférieure à celle de la lumière visible.
La saturation croissante du spectre des ondes radio, utilisé massivement par le WiFi, le Bluetooth et les systèmes de communication mobile actuels, souligne l’intérêt de se tourner vers la région térahertz. Cette dernière offre la possibilité de supporter des taux de transmission de données ultra-élevés, un atout majeur à l’heure où la demande en connectivité explose.
Dépasser les défis techniques
Le principal obstacle à l’adoption généralisée des signaux térahertz réside dans la nécessité de pouvoir accorder et filtrer ces signaux à des fréquences spécifiques. Le filtrage est essentiel pour éviter les interférences provenant de signaux hors de la bande de fréquence désirée.
L’équipe de l’Université de Tohoku, sous la direction de Yoshiaki Kanamori, a mis au point un filtre réglable pour les ondes térahertz, surpassant en performance les systèmes conventionnels en termes de taux de transmission et de qualité du signal. Cette avancée démontre le potentiel considérable des communications sans fil térahertz.
Une technologie prometteuse au-delà des communications
Le filtre térahertz nouvellement développé repose sur un dispositif connu sous le nom d’interféromètre de Fabry-Perot. Ce dernier utilise les motifs d’interférence créés lorsque différentes ondes d’électromagnétisme interagissent en se réfléchissant entre des miroirs. La version des chercheurs emploie des réseaux finement structurés, avec des écarts plus petits que la longueur d’onde des ondes en interaction, permettant un contrôle précis de leur indice de réfraction.
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L’innovation ouvre ainsi la voie à la transmission sélective de fréquences désirées et pourrait trouver des applications dans les systèmes de communication de la prochaine génération (6G), mais également dans les technologies de balayage et d’imagerie en médecine et dans l’industrie.
Les ondes térahertz, capables de pénétrer des matériaux qui bloquent la lumière, y compris les tissus biologiques, offrent des perspectives intéressantes pour l’analyse des matériaux, les systèmes de sécurité et le contrôle qualité dans la fabrication. « Notre travail propose une méthode simple et économique pour filtrer et contrôler activement les ondes térahertz, ce qui pourrait en favoriser l’utilisation dans de nombreuses applications », conclut Yoshiaki Kanamori.
Le filtre réglable pour les signaux dans la bande des ondes térahertz représente non seulement un pas en avant pour les communications sans fil de demain mais ouvre également des portes vers des avancées significatives dans les domaines médical et industriel, promettant ainsi de transformer notre manière d’interagir avec le monde qui nous entoure.
Article : « Tunable Fabry-Perot interferometer operated in the terahertz range based on an effective refractive index control using pitch-variable subwavelength gratings ». Auteurs : Ying Huang, Yangxun Liu, Taiyu Okatani, Naoki Inomata, Yoshiaki Kanamori. Journal : Optics Letters – DOI : 10.1364/OL.515504
