共形メタサーフェス被覆でクロストーク除去、導波路縮小

September, 7, 2017, University Park--ペンシルベニア州立大学(Penn State)の研究チームは、各層の厚さがほぼゼロで軽量の二層コーティングを用いることで誘電体導波路の多様な光学特性を同時に制御する方法を開発した。
　導波路は、信号源から電磁信号、光信号をデバイス(アンテナ、他のマイクロ波、ミリ波、テラヘルツデバイス)に運ぶ。導波路は、どんな電磁システムでも光システムでも重要なコンポーネントであるが、デバイス自体に注意が払われ、導波路は注目されないので、導波路は見過ごされることが多い。
　研究チームによると、メタサーフェスコーティングにより研究者は導波路の直径を縮小し、前例のない柔軟性で導波特性を制御することができる。　
　研究チームは、非常に薄くてほぼ二次元(2D)となる材料を開発した。これは、導波路の特性を操作し強める特徴を持つ。
　チームは、2つの共形コーティング開発しテストした。1つは信号の導波、もう1つは導波路を被覆するものである。表面上のパタニングを思慮深く設計しコーティングを作製すると、新しい変革的な導波路機能が可能になる。コーティングは、ロッド形状、テフロン導波路に適用され、ガイド層はテフロンに触れており、コーティング層は外側にある。
　コーティング材料として構成されている疑似2次元共形被覆は、クロストークと妨害の問題を解決することができる。誘電体導波路は通常単独では用いられず、バンドルで使用される。残念ながら、従来の導波路は漏れるので、1つの導波路からの信号が近傍の信号と干渉する。
　研究チームは、「メタサーフェスユニットセルの分散特性を適切に調和させることで、人工コーティングの効果は、十分に維持できる」と説明している。コーティングは導波路内の曲げにも適用できるが、導波路はコーティングされた後では曲げられない。
　偏光や他の特性を注意深く制御するために導波路の特性を改善すると、導波路を小さくすることができ、さらにクロストークの軽減によりこれらの小型導波路をより密着して束ねることができる。小型導波路を密着して束ねると、導波路の微小化につながる。
　「アプリケーションでは、これらはセンシング、通信、イメージング向けのミリ波/テラヘルツ/赤外システムがある。これらは、偏向の操作、小さな断面による信号の圧縮、あるいは相互接続コンポーネントの稠密実装を必要となる」と研究チームは説明している。