中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院的科研人員經(jīng)歷兩年努力，成功研發(fā)出新型太赫茲波偏振調(diào)制器，實(shí)現(xiàn)了超寬帶太赫茲波偏振態(tài)的高精度動(dòng)態(tài)調(diào)控。這項(xiàng)技術(shù)突破將推動(dòng)太赫茲波在新一代無(wú)線通信、文物無(wú)損檢測(cè)和生物微量傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)》。

太赫茲波是指頻率在0.1太赫茲至10太赫茲范圍內(nèi)的電磁波，在電磁波譜上位于微波和紅外線之間，是一段尚未被廣泛開(kāi)發(fā)利用的波段。它具有高穿透性和低光子能量等特點(diǎn)，因此在安檢和無(wú)損檢測(cè)等領(lǐng)域有重點(diǎn)應(yīng)用。此外，太赫茲波還具備高頻率和寬帶寬的特點(diǎn)，被認(rèn)為是未來(lái)發(fā)展6G的重點(diǎn)技術(shù)方向。

實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用的關(guān)鍵在于控制太赫茲波的偏振態(tài)。偏振描述的是電場(chǎng)振動(dòng)隨時(shí)間的變化規(guī)律。論文通訊作者、空天院研究員陳學(xué)權(quán)表示，光波的電場(chǎng)振動(dòng)如同藝術(shù)體操運(yùn)動(dòng)員手中的繩子，可以上下左右擺動(dòng)，也能順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。偏振調(diào)制器的作用就像運(yùn)動(dòng)員，能夠制造出不同的運(yùn)動(dòng)軌跡。

主動(dòng)控制太赫茲波的偏振面臨很大挑戰(zhàn)，主要是因?yàn)樘掌澆ǖ牟ㄩL(zhǎng)在百微米到毫米級(jí)別，常規(guī)材料難以高效調(diào)控。此外，太赫茲波的帶寬極大，對(duì)偏振調(diào)制器的結(jié)構(gòu)要求很高。陳學(xué)權(quán)解釋說(shuō)，這就像體操運(yùn)動(dòng)員手中的繩子既要大幅度甩動(dòng)，又要具備高達(dá)100倍的速度變化能力。

在這項(xiàng)研究中，新研發(fā)的太赫茲波偏振調(diào)制器可以靈活控制太赫茲波偏振，輸出任意的偏振態(tài)。相比其他已報(bào)道的太赫茲波偏振調(diào)制器，該設(shè)備在多功能性、大工作帶寬以及高控制精度方面取得顯著突破。它可以為光譜檢測(cè)提供先進(jìn)的偏振解析能力，滿足材料物理特性研究和生物制藥品質(zhì)監(jiān)測(cè)等應(yīng)用需求，同時(shí)作為下一代信息技術(shù)的核心部件，在高速通信中降低傳輸損耗并提高數(shù)據(jù)吞吐量。