Hybrid Metallo-Dielectric Waveguide Architectures and Technologies for THz Circuits and Systems

Les systèmes de communication et de détection sans fil à haute vitesse deviennent de plus en plus omniprésents. Aujourd'hui, tout autour de nous devient de plus en plus "intelligent" grâce aux technologies de communication et de détection sans fil omniprésentes, telles que les smartphones, les montres connectées, les systèmes de maison intelligente, les voitures intelligentes, etc. Alors que le nombre d'utilisateurs finaux des systèmes de communication sans fil augmente de manière exponentielle, le canal de communication devient saturé. Les communications de nouvelle génération sont devenues la clé pour surmonter les problèmes de communication sous-jacents. La solution THz (de 0.1 à 10 THz) est l'un des enjeux technologiques importants pour les futurs systèmes de communication et de détection. Bien que les bases théoriques fondamentales de la communication THz soient exactement les mêmes que celles des micro-ondes, de nombreux défis subsistent. L'un d'eux, par exemple, est lié au processus de fabrication qui influence fortement les performances des circuits. Un autre défi est lié à la perte de transmission, qui est généralement considérable aux fréquences THz. Par conséquent, de nouvelles architectures de transmission THz et des stratégies de développement technologique doivent être conçues et démontrées.

Abstract

High‐speed wireless communication and sensing systems are becoming more and more pervasive. Today, everything around us is getting more and more “smart” because of the ubiquitous wireless communication and sensing technologies and applications such as smart phones, smart watches, smart home systems, smart cars, and so forth. With the number of end‐users of wireless communication systems is increasing exponentially, the communication channel is getting congested. Next generation communications have become the key to overcoming the underlying communication issues. Terahertz (THz) solution (from 0.1 - 10 THz) is one of the important technological proponents and enablers for future communication and sensing systems. Even though the theoretical foundation of THz communication is the same as that for microwaves, there are many challenges in connection with its developments and implementations. One of them, e.g., is related to the fabrication process that highly influences the performance of circuits and systems. Another challenge is concerned with guided-wave or transmission loss that is usually considerable at THz frequencies. Therefore, novel THz transmission architectures and technology development strategies should be devised and demonstrated.