ROHM Semiconductor разработала терагерцевый генератор второго поколения на резонансно-туннельном диоде (RTD). Новый прибор входит в оценочный комплект RTD-EVK-G2 вместе с кабелем и платой: компании и исследовательские организации могут использовать его для проверки генерации и регистрации терагерцевых волн в компактной лабораторной установке.
Терагерцевый диапазон расположен между радиоволнами и светом. Такие волны сочетают проникающую способность радиоволн с прямолинейным распространением света и отличаются характерным поглощением в полимерах, влаге и других веществах. Поэтому их рассматривают для неразрушающего контроля без ионизирующего излучения, медицинской диагностики, визуализации и радиолокационного зондирования с высоким разрешением. Распространению технологии пока мешают крупные размеры и высокая стоимость традиционных терагерцевых систем.
ROHM ведёт совместные исследования RTD-приборов для генерации и регистрации терагерцевых волн с Институтом науки Токио, Университетом Осаки и другими научными организациями с конца 2000-х годов. В 2024 году компания начала предоставлять образцы устройств первого поколения, которые заметно компактнее и дешевле традиционных решений.
Кристалл второго поколения сохранил размеры 0,5 × 0,5 мм, но получил новую внутреннюю структуру с более высокой выходной мощностью. По данным ROHM, она выросла примерно в четыре раза относительно первого поколения и достигает 40 мкВт. Более мощный сигнал проще зарегистрировать после прохождения через исследуемый объект или отражения от него, что важно для зондирования и получения изображений.
Прибор выпускается в том же корпусе PLCC размером 4,0 × 4,3 мм. ROHM называет занимаемую им площадь минимальной в отрасли. По сравнению с другими методами генерации терагерцевых волн RTD-прибор меньше нагревается и потребляет меньше энергии, что снижает нагрузку при разработке приложений.
Продажи комплекта RTD-EVK-G2 с образцом генератора второго поколения планируется начать в августе 2026 года. Для его покупки потребуется подписать с ROHM соглашение о неразглашении информации (NDA). Компания продолжит продавать приборы первого поколения для задач, где приоритетом остаётся низкое энергопотребление.
ROHM рассчитывает, что более доступный комплект поможет разрабатывать системы неразрушающего контроля, медицинской визуализации и зондирования, распознавания материалов и определения влажности. Для экспериментов RTD-EVK-G2 можно объединить с компьютером, программным обеспечением и измерительным прибором Analog Discovery 3 от Digilent. Компактные размеры устройства и платы позволяют разместить такую установку в ограниченном пространстве.
«Терагерцевые волны могут найти применение во множестве областей, включая неразрушающий контроль, визуализацию и зондирование, а также беспроводную связь. При этом коммерциализации по-прежнему мешают крупное оборудование и высокая стоимость внедрения. RTD-прибор, разработанный за много лет совместной работы с ROHM, компактен, экономичен и не требует охлаждения. Его сравнительно невысокая стоимость помогает компаниям и исследовательским организациям начать работу с терагерцевыми волнами. Я ожидаю, что появление устройства второго поколения со значительно увеличенной мощностью генерации ускорит разработку приложений, которым требуется более качественный сигнал».
Профессор Сафуми Судзуки (Safumi Suzuki), Лаборатория перспективных междисциплинарных исследований науки и технологий Института комплексных исследований Института науки Токио
«С выпуском RTD-EVK-G2 мы рассчитываем сделать ещё один серьёзный шаг к практическому применению терагерцевой технологии. Отзывы пользователей устройства первого поколения показали высокий спрос на более мощные приборы. Во втором поколении нам удалось увеличить мощность генерации примерно в четыре раза, сохранив компактные размеры, и тем самым приблизиться к удовлетворению этой потребности. Терагерцевая технология постепенно приближается к практическому применению. ROHM продолжит работать с заказчиками, партнёрами, университетами, исследовательскими организациями и государственными учреждениями, поддерживать разработку приложений и вносить вклад в устойчивое развитие».
Кен Накахара (Ken Nakahara), руководитель Центра исследований и разработок ROHM