让灯光 - 它是定向：世界上第一个电源Yagi-UDA天线建于威尔茨堡大学物理系。
从沃尔茨堡大学的物理学家开始将电信号转换为光子，并使用低占地面积仅尺寸为800纳米的低占地面积光学天线辐射它们。
定向天线将电信号转换为无线电波，并在特定方向上发射它们，允许提高性能和减少干扰。这一原理在无线电波技术中有用，对于小型光源也可能是有趣的。毕竟，几乎所有基于互联网的通信利用光学光通信。用于光的定向天线可用于在不同处理器核心之间交换数据，其损失很小，并以光速速度。为了使天线能够以非常短的可见光波长操作，这种定向天线必须缩小到纳米级。
Würzburg物理学家现在在开创性的出版物中为这项技术奠定了基础：在“自然通信”期刊中，他们首次描述了如何使用由金制成的电动的yagi-UDA天线产生定向红外光。天线是由贝尔赫赫特教授教授的纳米光学工作组开发的，他在维尔茨堡大学举行了实验物理5号椅子。“yagi-uda”名称来自两位日本研究人员，Hidetsugu Yagi和Shintaro UDA，他在20世纪20年代发明了天线。
应用光天线技术规律
Yagi-UDA天线是什么样的光明？“基本上，它与其大兄弟为无线电波的方式工作，”纳米光学团队的成员RenéKullock博士解释道。施加AC电压，其使金属中的电子振动，并且由于结果辐射电磁波。然而，在yagi-UDA天线的情况下，这不会均匀地发生在所有方向上，而是通过使用特殊元件的辐射波的选择性叠加，所谓的反射器和董事“，”Kullock说。“这导致所有其他方向的一个方向和破坏性干扰的建设性干扰。”因此，这种天线只能在作为接收器操作时从相同方向接收来自相同方向的光。
将天线技术定律应用于辐射光的纳米级天线在技术上具有挑战性。前段时间，Würzburg物理学家已经能够证明电动光天线的原理工作。但为了制作一个相对复杂的yagi-uda天线，他们必须提出一些新的想法。最终，他们通过精致的生产技术成功地成功了：“我们用镓离子轰炸黄金，使我们能够用所有反射器和董事切出天线形状，以及具有极高精度的高纯度金晶体的必要连接线，”Bert Hecht解释道。
在下一步骤中，物理学家将金纳米颗粒定位在有源元件中，使得它接触有源元件的一根导线，同时将仅一个纳米的距离保持在另一个线上。“当使用称为量子隧道的过程施加电压时，电子可以将电压交叉，”kullock解释道。由于反射器和导向器的特殊布置，该电荷运动产生具有在特定方向上发射的天线中的光学频率的振动。
准确性依赖于董事数量
Würzburg研究人员对他们的新天线的不寻常财产着迷，虽然它非常小，但是在特定方向上辐射光。如在其“较大的对应物”中，无线电波天线，新光天线的光发射的方向精度由天线元件的数量决定。“这使我们能够建立世界上最小的电动光源到达的日期，该迄今能够在特定方向上发光，”Hecht细节“。
但是，在新发明准备在实践中使用之前仍然需要进行许多工作。首先，物理学家必须在接收光信号的对应上工作。其次，他们必须提高效率和稳定性。
参考：“电气驱动的Yagi-UDA天线灯”，Maximilian Ochs，Philipp Grimm，Monika Emmerling和Bert Hecht，1月2020年1月20日，Nature Communications.doi：
10.1038 / s41467-019-14011-6
