东南大学崔铁军院士团队在人工表面等离激元系统方面 取得重要进展

导读

近日，东南大学崔铁军院士研究团队和西班牙马德里自治大学Francisco J. Garcia-Vidal教授合作，提出、设计并实现了一种基于人工表面等离激元超材料技术的亚波长间距双通道信号无线通信系统级解决方案。利用该人工表面等离激元系统，可以高质量地实现亚波长间距双通道信号的非视距无线通信，解决了传统技术中亚波长间距信号抗干扰能力弱的难题，为高度集成化的密集非视距无线通信技术发展提出了全新的解决思路。相关研究成果以A plasmonic route for the integrated wireless communication of subdiffraction-limited signals为题发表在Light: Science & Applications上。论文通信作者为东南大学崔铁军教授及西班牙马德里自治大学Francisco J. Garcia-Vidal教授，第一作者为东南大学张浩驰博士。

创新研究

一直以来，分辨亚波长间距信号并进行高质量传输吸引着不同领域研究者的广泛关注，在光子学、超分辨率成像、密集通信等领域都发挥着重要作用。在传统技术的无线通信系统中，相距亚波长距离的双通道信号串扰现象十分严重，信号完整性受到了极大挑战。因此，如何实现亚波长间距信号的非视距、高质量传输是一个急需解决的难题。

       自崔铁军院士课题组在微波频段提出可共形超薄人工表面等离激元超材料以来，相关研究一直成为学术领域的热点。该工作创造性地将人工表面等离激元超材料技术引入亚波长间距信号无线通信系统的构建中，充分挖掘超薄人工表面等离激元的优异物理特性（更强的场束缚能力、更低的不连续性损耗等）。该团队首次设计研制了基于人工表面等离激元技术的亚波长间距双通道信号非视距无线通信系统，实现了两部4K高清晰度电影信号的非视距、无串扰、实时动态传输。同时，与同样条件下传统技术方案作了直观的性能对比。从传输结果可以看到，传统无线通信系统在传输亚波长间距双通道信号时串扰严重，画面失真；而该新型无线通信系统传输信号质量好，播放流畅，视觉效果上两部相距极近的电影信号几乎没有任何影响。

       该人工表面等离激元无线通信系统为亚波长间距多通道信号的非视距、实时传输提供了全新思路，未来有望在高密度集成通信、柔性系统及智能可穿戴设备等场景下发挥重要作用。（文，图：张浩驰 张乐鹏）

图1 基于人工表面等离激元技术的亚波长间距信号无线通信系统级解决方案

 图2 人工表面等离激元无线通信系统与传统微带系统的电影传输效果对比

文章链接

https://doi.org/10.1038/s41377-020-00355-y