近日由中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)牽頭的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，在位于青海省海西蒙古族藏族自治州的雪山牧場(chǎng)亞毫米波天文觀測(cè)基地，成功實(shí)現(xiàn)基于超導(dǎo)接收的高清視頻信號(hào)公里級(jí)太赫茲(THz)/亞毫米波無(wú)線通信傳輸。這是國(guó)際上首次將高靈敏度超導(dǎo)接收機(jī)技術(shù)成功應(yīng)用于遠(yuǎn)距離太赫茲無(wú)線通信系統(tǒng)，也是0.5THz頻段以上迄今最遠(yuǎn)距離的太赫茲無(wú)線通信傳輸實(shí)驗(yàn)。

太赫茲是頻率范圍在0.1至10THz，介于微波與光學(xué)紅外之間的頻段，是至今人類尚未充分認(rèn)知和利用的頻譜資源。它具有穿透能力強(qiáng)、光子能量低等特點(diǎn)，在天文觀測(cè)、物體成像、寬帶通信等領(lǐng)域顯示了重大科學(xué)價(jià)值和實(shí)用前景。太赫茲通信是解決未來(lái)空間海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與落地難題的重要技術(shù)手段，但面臨因信號(hào)衰減嚴(yán)重而難以遠(yuǎn)距離傳輸?shù)绕款i。

發(fā)射機(jī)功率、接收系統(tǒng)靈敏度以及傳輸場(chǎng)景等，是影響遠(yuǎn)距離太赫茲通信的重要因素。在適宜太赫茲/亞毫米波天文觀測(cè)的臺(tái)址環(huán)境，將超高靈敏度和高增益的太赫茲天文望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)與太赫茲通信系統(tǒng)相結(jié)合，可顯著提升太赫茲通信傳輸距離。

據(jù)了解，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)完成了適應(yīng)極端環(huán)境的太赫茲高靈敏度超導(dǎo)接收機(jī)、太赫茲高效倍頻鏈、中頻帶寬擴(kuò)展和超寬帶調(diào)制發(fā)射等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，全自主研制了一套0.5THz頻段基于超導(dǎo)隧道結(jié)外差混頻接收的全電子學(xué)太赫茲通信系統(tǒng)，并在海西州雪山牧場(chǎng)亞毫米波天文觀測(cè)基地實(shí)現(xiàn)高清視頻信號(hào)的太赫茲無(wú)線通信傳輸，傳輸頻率為0.5THz，傳輸距離為1.2公里，信號(hào)發(fā)射功率僅10微瓦。

中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員李婧介紹，本次實(shí)驗(yàn)充分驗(yàn)證了利用太赫茲/亞毫米波超導(dǎo)接收系統(tǒng)開(kāi)展太赫茲通信的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，完成了地面外場(chǎng)遠(yuǎn)距離太赫茲通信傳輸實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及系統(tǒng)性能評(píng)估，為未來(lái)空間/空地大容量太赫茲通信、雪山牧場(chǎng)亞毫米波多學(xué)科平臺(tái)建設(shè)奠定關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。