Японская компания ROHM разработала второе поколение устройств генерации терагерцовых волн с выходной мощностью в 4 раза выше предыдущего поколения

Репортаж от Wedoany，Компания ROHM Semiconductor разработала второе поколение устройств генерации терагерцовых (ТГц) волн на основе резонансно-туннельных диодов (Resonant Tunneling Diodes, RTD). Данное устройство поставляется в составе оценочного комплекта RTD-EVK-G2 для терагерцовых устройств, который включает образцы устройств, кабели и оценочную плату, что позволяет компаниям и исследовательским организациям проводить оценку генерации и детектирования терагерцовых волн в компактной среде разработки.

Терагерцовые волны находятся между радиоволнами и светом, сочетая проникающую способность радиоволн и прямолинейное распространение света. Они демонстрируют уникальные характеристики поглощения для полимеров, влаги и других веществ, что открывает перспективы для применения в неразрушающем контроле без ионизирующего излучения, медицинских и оздоровительных приложениях, а также в высокоразрешающей радарной сенсорике. Традиционные терагерцовые системы требуют крупногабаритного оборудования и характеризуются высокими затратами на внедрение, что ограничивает выход новых компаний и исследовательских организаций в эту область или продвижение коммерциализации. С конца 2000-х годов ROHM совместно с Токийским университетом науки (Institute of Science Tokyo), Университетом Осаки (Osaka University) и другими организациями проводит исследования устройств генерации и детектирования терагерцовых волн на основе RTD, а с 2024 года начала поставку образцов продукции первого поколения, что позволило уменьшить размеры оборудования и снизить затраты по сравнению с традиционными методами.

Для удовлетворения более высоких требований к качеству сигнала в разработке приложений компания ROHM разработала устройство генерации второго поколения. Его размер кристалла идентичен первому поколению и составляет 0,5 × 0,5 мм. Благодаря усовершенствованию внутренней структуры выходная мощность увеличена примерно в 4 раза по сравнению с продукцией первого поколения и может достигать 40 мкВт. Повышение выходной мощности усиливает обнаруживаемость терагерцовых волн после прохождения через или отражения от целевого объекта, что подходит для сенсорных и визуализационных приложений, требующих высокого качества сигнала. Устройство сохраняет корпус PLCC размером 4,0 × 4,3 мм, оставаясь наименьшим в отрасли*, что позволяет создавать оценочные платформы в условиях ограниченного пространства. По сравнению с другими методами генерации терагерцовых волн, метод RTD характеризуется более низким тепловыделением и меньшим энергопотреблением, что снижает нагрузку на разработку для компаний.

Оценочный комплект RTD-EVK-G2, включающий образцы устройств генерации второго поколения, планируется к продаже с августа 2026 года. Он поддерживает разработку приложений для неразрушающего контроля, медицинской и оздоровительной визуализации и сенсорики, идентификации материалов, контроля влажности и других областей при затратах ниже, чем при использовании альтернативных методов. Устройства первого поколения продолжат продаваться для приложений, где приоритетом является низкое энергопотребление. Для приобретения оценочного комплекта необходимо заключить с ROHM соглашение о неразглашении (NDA). ROHM также предоставляет различные вспомогательные материалы; при использовании оценочного комплекта совместно с измерительными инструментами, такими как Analog Discovery 3™ от Digilent, можно развернуть исследовательскую среду в ограниченном пространстве.

Профессор Сафуми Судзуки (Safumi Suzuki) из Лаборатории будущих междисциплинарных наук и технологий Института комплексных исследований Токийского университета науки отметил, что терагерцовые волны обладают потенциалом применения в неразрушающем контроле, визуализационной сенсорике и беспроводной связи, однако коммерциализация по-прежнему сталкивается с такими проблемами, как крупногабаритное оборудование и высокие затраты. Разработанные в ходе многолетних совместных исследований устройства RTD отличаются малыми размерами, энергоэффективностью и не требуют охлаждения, что позволяет внедрять их с низкими затратами и помогает компаниям и исследовательским организациям начать исследования терагерцовых волн. Ожидается, что значительное повышение мощности генерации устройств второго поколения ускорит разработку приложений, требующих более высокого качества сигнала.

Кэн Накахара (Ken Nakahara), генеральный менеджер Центра исследований и разработок ROHM, сообщил, что отзывы пользователей устройств первого поколения выявили высокий спрос на устройства с большей выходной мощностью; продукция второго поколения отвечает этим запросам, увеличив мощность генерации примерно в 4 раза при сохранении компактных размеров. ROHM продолжит сотрудничество с заказчиками, партнерами, университетами, исследовательскими организациями и государственными учреждениями для поддержки разработки приложений на основе терагерцовых волн и продвижения коммерциализации и практического внедрения данной технологии.