佳能成功研發(fā)了被稱為“待開發(fā)電磁波”的太赫茲波超小型半導(dǎo)體光源，預(yù)計預(yù)計將應(yīng)用于安全、6G通信等領(lǐng)域。其中采用了京瓷開發(fā)的氮化鋁陶瓷封裝產(chǎn)品。

圖 半導(dǎo)體太赫茲光源，來源：佳能

據(jù)介紹，為了實現(xiàn)高輸出的太赫茲器件，佳能開發(fā)集成36個天線的器件。最初，封裝材料使用有機材料（FR-4），但隨著天線數(shù)量的增加，設(shè)備產(chǎn)生的熱量增加，有效散熱成為問題。最初的解決方案是減少封裝的厚度以改善散熱，但這導(dǎo)致缺乏剛性和可靠性問題，因此使用有機材料（FR-4）已達到了極限。另外，由于開發(fā)的產(chǎn)品是振蕩器，因此需要穩(wěn)定頻率并降低布線阻抗，而有機材料（FR-4）很難做到這一點。最終佳能選擇了京瓷開發(fā)的氮化鋁陶瓷封裝方案，使用具有高導(dǎo)熱性的氮化鋁消除了使用有機材料 (FR-4) 時對散熱的擔(dān)憂。此外，由于氮化鋁的熱膨脹系數(shù)與基材InP（磷化銦）的熱膨脹系數(shù)相匹配，因此還可以減輕熱應(yīng)力。氮化鋁的高度設(shè)計自由度也能有效解決高頻時布線阻抗變高的問題。

圖 氮化鋁多層封裝的特點，來源：京瓷

太赫茲（Terahertz，THz）通常是指頻率為0.1~10 THz(波長為0.03~3mm)的電磁波，是頻率介于無線電波和可見光之間的電磁波，既具有無線電波的穿透性，又具有光的直線性。許多分子和固體在THz波段具有很強的吸收譜, 因此THz技術(shù)可以用于光譜學(xué)及成像應(yīng)用; 許多可見光不透明材料如紙、塑料和陶瓷等在THz波段能被穿透, 因此THz技術(shù)還能用于武器、毒品和炸藥等安檢應(yīng)用。相比于微波，THz波波長短, 具有更高的空間分辨率。相比于高能X射線成像, THz能量低, 成像不會損傷目標(biāo)體。由于很多生物大分子的旋轉(zhuǎn)和振動能量大都在THz波段, 且THz波光子能量低不會損害生物體, 因此THz技術(shù)還可以用于對疾病的診斷以及蛋白質(zhì)和DNA分子特性的研究。此外, THz波作為載波具有比微波更高的帶寬, 非常適合局域網(wǎng)和高速無線通信領(lǐng)域。THz波相比于紅外線具有更好的穿透能力, 因此在短距離范圍內(nèi), 太赫茲通信具有很高的保密性和抗干擾能力。它還可以解決計算數(shù)百THz光學(xué)頻率的問題, 有助于高精度光譜應(yīng)用的發(fā)展, 制造新的全光學(xué)原子鐘, 預(yù)計最終可以超過當(dāng)今最先進的銫鐘。

太赫茲頻段具有豐富的頻譜與帶寬資源，能夠支持實現(xiàn) Tbit/s 量級的傳輸速率，被全球?qū)W術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界公認為 6G 候選頻段與關(guān)鍵技術(shù)的重要組成部分，有望廣泛應(yīng)用于全息通信、小尺度通信、超大容量數(shù)據(jù)回傳、短距離超高速傳輸?shù)葓鼍啊４送猓W(wǎng)絡(luò)和/或終端設(shè)備的高精度定位和高分辨率感知成像也需要超大帶寬，這也為太赫茲通信應(yīng)用開辟了新的方向。

資料來源：

1.京瓷官網(wǎng)

2.佳能官網(wǎng)

3.太赫茲半導(dǎo)體激光光頻梳研究進展，廖小瑜,等.

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