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中國浙江大學和之江實驗室的一個研究團隊近日在《光子學》（PhotoniX）上發(fā)表了一項創(chuàng)新成果——一種利用光學懸浮納米粒子的低頻接收天線。該天線尺寸比傳統(tǒng)設計小近1萬倍，為低頻（LF）應用如水下通信、地下傳感和電離層波導等領域帶來了天線小型化的突破。 傳統(tǒng)低頻無線信號天線因諧振頻率與物理尺寸相關，尺寸限制在厘米級，且小型化往往以降低靈敏度為代價。而該研究團隊的納米天線則利用激光捕獲的高真空懸浮二氧化硅納米顆粒（直徑143納米），實現了電荷增強、尺寸-頻率解耦和高保真信號解調等關鍵進展。其中，通過聚焦電子束，納米顆粒能穩(wěn)定攜帶超過200個凈電荷，提高了電場靈敏度；納米顆粒的諧振頻率使得100納米大小的天線能在30 kHz-180 kHz范圍內工作；在弱電場下，系統(tǒng)實現了低誤碼率，驗證了其在高真空環(huán)境中的可行性。 此外，該納米天線還具有可調性、矢量檢測等技術亮點，通過調整光阱功率可實現連續(xù)頻率調諧，靈敏度優(yōu)于傳統(tǒng)設計；3D運動跟蹤實現全向信號接收，優(yōu)于傳統(tǒng)的標量天線。研究團隊還成功傳輸圖像并控制誤碼率，證明了其實際應用潛力。 盡管目前納米天線的靈敏度仍比傳統(tǒng)設計低3-4個數量級，但其納米級尺寸和可調性在極端環(huán)境中具有獨特優(yōu)勢。未來研究將聚焦于陣列集成、頻率擴展和芯片級部署等方面，以進一步拓展其應用范圍和性能。 《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com） |
