技术突破与核心原理 - 科研团队借鉴拓扑光子学理念，设计出一种片上紧凑型天线，能利用芯片微结构实现高效辐射，处理信息密度极高的太赫兹信号，显著提升数据传输速率 [1] - 该设计通过人工结构使电磁波沿“受保护”的路径传播，即便遇到缺陷或急转弯也能保持稳定，改进了电磁波传播方式本身 [1] - 团队设计了一种硅芯片，其表面打孔形成阵列，包含边长分别为99微米和264微米的两种三角形孔洞，通过精确排列控制太赫兹辐射的传播与泄漏方向，使芯片本身成为天线 [2] 性能优势与实验结果 - 该天线形成的锥形辐射束，其覆盖范围比许多现有太赫兹天线高出30倍以上，并能同时实现水平和垂直方向的覆盖 [2] - 该结构也可作为接收端，在类似宽广的角度范围内捕获太赫兹信号并导入芯片内部 [2] - 实验结果显示，该天线实现的数据传输速率比当前最先进的太赫兹器件高出数百倍 [2] 系统设计与成本效益 - 所有功能均通过被动结构实现，控制机制直接嵌入芯片几何设计之中，无需额外的机械运动部件或复杂的主动控制系统 [2] - 与依赖扩大天线阵列规模或采用机械结构实现主动波束转向的传统方案相比，新技术有望显著降低运行成本并提高可靠性 [1][2] 应用前景与未来规划 - 此项技术为未来6G无线通信提供了重要基础，未来的6G网络预计可实现每秒1太比特的数据速率，相当于在1秒内传输一部中端智能手机约一半的存储容量 [1] - 下一步团队计划探索将太赫兹通信系统的发射、接收和信号处理功能全部集成到单一芯片中，以实现像现有低频通信一样高效处理太赫兹信号的目标 [2]