第一次国际化!中国研究小组在青藏高原完成了超导太赫兹通信试验

2024-10-08

近日,由中国科学院紫金山天文台牵头的联合实验团队在青藏高原青海省海西州雪山牧场亚毫米波天文观测基地成功实现了基于超导的超清视频信号公里级太赫兹无线通信传输。目前,高灵敏度太赫兹超导接收器技术已成功应用于国际上的长距离无线通信系统。


这个测试在海拔 4000 每年都有多米青藏高原进行, 10 月到次年 3 月亮是观察太赫兹频段的最佳时间。在极端的自然条件下,研究团队克服了许多困难,成功实施了这项具有里程碑意义的实验。在实验中,发射端信号的发射强度只有 10 微瓦相当于手机基站发射强度的百万分之一。然而,正是在如此微弱的信号强度下,研究人员通过太赫兹超导接收器成功接收到了距离。 1.2 超清视频信号在公里处传输。


超导太赫兹通信是将超导技术应用于太赫兹频段通信系统中的一种新型通信方式。超导太赫兹通信利用超导体低电阻特性,可显著提高接收器的灵敏度,进而接收到更长距离、更弱的太赫兹信号。这种通信方式不仅继承了太赫兹通信的超高带宽和高速数据传输能力,而且具有超导技术损耗低、灵敏度高的优点。因此,超导太赫兹通信技术在未来通信领域具有广阔的应用前景。


回放中国超导产业是一个快速发展的领域,经历了从基础研究到产业应用的多个阶段,已经成为全球超导材料和技术研究的中坚力量。就超导材料而言,我国已经实现了多种超导材料的批量生产,并且在高温超导和低温超导领域取得了显著进展。在超导应用方面,超导电缆、超导限流器、超导变压器等超导电气技术已经投入运行,超导储能系统即将并网运行。虽然超导行业仍然面临着材料限制和高成本的挑战,但随着技术突破和政策支持,中国超导行业的市场规模将继续扩大,未来前景广阔。


超导技术研发实力已达到国际先进水平


我们国家对超导材料和超导磁体技术的研究? 50 经过多年的发展,高性能、低温、高温超导材料、超导强磁场应用技术已达到国际先进水平。以西部超导、永鼎、联创光电为代表的国内领先公司,已成为国际超导材料和应用技术研发的中坚力量,在超导材料和超导磁体方面不断取得技术突破。其中,西部超导自主研发了一整套低温超导产品生产技术,是国内唯一一家低温超导电缆商业化生产企业,也是世界上唯一一家全流程生产钛锭棒、超导电缆和超导磁体的企业。 ; 永鼎股份“高温超导DC电缆示范工程”填补了我国超导电缆在配网DC系统中的应用空白。 ; 联创光电克服了磁体制造技术的技术难题,并在 2023 年 8 一个月内完成了世界上第一根100米高温超导集束电缆。


低温超导:已经实现商业化


自制低温超导材料 1965 2008年开始研究,目前低温超导材料 NbTi 与 Nb3Sn 现已实现商业化,西部超导是国内唯一实现低温超导电缆商业化的企业。NbTi 超导电缆在实践中得到了广泛的应用,因为它具有优异的中低磁场超导性能、良好的机械性能、加工性能和价格优势,其用量占整个超导材料市场。 90% 以上 ; 而 Nb3Sn 临界压力相对较高, 18K 材料本身具有脆性,机械加工性能差,临界电流对应变特别敏感,而且制造难度大,成本相对较高。


我国超导行业前景预测


虽然中国从事超导材料制备和超导的公司目前处于持续亏损状态,但由于超导技术的创新性和在特定领域的不可替代性,未来前景广阔。各超导机构仍保持对超导技术的持续投资,超导产业发展前景良好。预计 2029 每年我国超导行业的市场规模可以超过 400 亿元,2024-2029 年度复合增长率在 10% 以上。


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