中国浙江大学和之江实验室的一个研究团队近日在《光子学》（PhotoniX）上发表了一项创新成果——一种利用光学悬浮纳米粒子的低频接收天线。该天线尺寸比传统设计小近1万倍，为低频（LF）应用如水下通信、地下传感和电离层波导等领域带来了天线小型化的突破。
传统低频无线信号天线因谐振频率与物理尺寸相关，尺寸限制在厘米级，且小型化往往以降低灵敏度为代价。而该研究团队的纳米天线则利用激光捕获的高真空悬浮二氧化硅纳米颗粒（直径143纳米），实现了电荷增强、尺寸-频率解耦和高保真信号解调等关键进展。其中，通过聚焦电子束，纳米颗粒能稳定携带超过200个净电荷，提高了电场灵敏度；纳米颗粒的谐振频率使得100纳米大小的天线能在30 kHz-180 kHz范围内工作；在弱电场下，系统实现了低误码率，验证了其在高真空环境中的可行性。
此外，该纳米天线还具有可调性、矢量检测等技术亮点，通过调整光阱功率可实现连续频率调谐，灵敏度优于传统设计；3D运动跟踪实现全向信号接收，优于传统的标量天线。研究团队还成功传输图像并控制误码率，证明了其实际应用潜力。
尽管目前纳米天线的灵敏度仍比传统设计低3-4个数量级，但其纳米级尺寸和可调性在极端环境中具有独特优势。未来研究将聚焦于阵列集成、频率扩展和芯片级部署等方面，以进一步拓展其应用范围和性能。