Исследователи из России разработали подход, позволяющий «фотографировать» звук и использовать получаемые подобным образом данные для оценки качества изготовления сверхвысокочастотных акустических фильтров, необходимых для работы систем 6G-связи.
Источник: Unsplash
Это удешевит и ускорит разработку этих компонентов систем передачи данных, сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ. «Создать прибор и убедиться, что он не работает из-за плохого акустического согласования — неприятно и крайне затратно. Наша методика быстрая, полностью оптическая и неразрушающая. Она позволяет проверить контакт материалов до того, как из них сделали устройство, и подобрать оптимальную пару для работы на гигагерцовых частотах», — пояснил профессор НИУ ВШЭ Александр Кунцевич, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняют профессор Кунцевич и его коллеги, уже существующие и разрабатываемые системы связи используют в своей работе фильтры, которые превращают электромагнитный сигнал в ультразвук и обратно и тем самым очищают его от помех. Они представляют собой тонкие пленки, нанесенные особым образом на подложку, характер сцепления которых друг с другом определяет то, как будет вести себя внутри них ультразвук.
Источник: Unsplash
В частности, при недостаточно высокой поперечной жесткости контакта между подложкой и пленкой, последняя может начать проскальзывать при высокой частоте сигнала. Это приведет к тому, что фильтр не будет пропускать через себя сигнал, о чем инженеры узнают уже в процессе его испытаний. Российские физики создали подход, который позволяет «фотографировать» движение волн через такие структуры и проверять качество контакта еще до сборки устройства.
В его рамках ученые скрепляют изучаемые материалы друг с другом и облучают его при помощи двух лазерных импульсов. Первый из них нагревает поверхность пленки и порождает в ней поверхностную акустическую волну, а второй — отслеживает ее движение по материалу благодаря тому, что характер отражения этого луча меняется в зависимости от того, приподнялся участок поверхности или опустился под действием проходящей волны.
Последующий анализ результатов этих замеров позволяет составить «фотографию» волны, движущейся по поверхности материала, и оценить то, как сцеплены пленка и подложка и очень точно рассчитать вертикальную и поперечную жесткость связи. Это позволит инженерам заранее отбраковывать неудачные материалы и отрабатывать технологические процессы для создания сверхвысокочастотных фильтров, а также разрабатывать различные устройства, управляющие движением звука, подытожили профессор Кунцевич и его коллеги.