新型太赫茲波偏振調制器研制成功
來源：科技日報 時間：2025-01-22 16:29
記者1月22日從中國科學院空天信息創新研究院（以下簡稱空天院）獲悉，經過兩年攻關，空天院科研人員研發出新型太赫茲波偏振調制器，成功實現超寬帶太赫茲波偏振態的高精度動態調控。這一關鍵技術突破，將推動太赫茲波在新一代無線通信、文物無損檢測、生物微量傳感等方向的應用。相關研究成果發表于國際學術期刊《光學》。
空天院供圖
太赫茲波是指頻率在0.1太赫茲至10太赫茲范圍內的電磁波，在電磁波譜上位于微波和紅外線之間，是一段還沒有被廣泛開發利用的波段。它具有高穿透性、光子能量低等特點，因此被稱為“安防專家”，在安檢、無損檢測等領域有重要應用。它還具有高頻率、寬帶寬等特點，因此被認為是未來發展6G的重要技術方向。
要實現上述應用，就得控制好太赫茲波的偏振態。“偏振描述的是電場振動隨時間的變化規律。”論文通訊作者、空天院研究員陳學權說，“光波的電場振動如同藝術體操運動員手里的繩子，既可上下、左右擺動，也能順時針、逆時針旋轉。偏振調制器扮演著運動員的角色，制造出截然不同的運動軌跡。”
然而，主動控制太赫茲波的偏振卻有非常大的挑戰。“這主要是因為赫茲波的波長在百微米到毫米級別，常規材料難以實現高效調控；太赫茲波的帶寬極大，對偏振調制器的結構要求很高。”陳學權說，就好像體操運動員手中的繩子既要做出大幅度的甩動，又要具備高達100倍的速度變化能力。
在這項研究中，科研人員新研發的太赫茲波偏振調制器，可以靈活控制太赫茲波偏振，輸出任意的偏振態。“相比已報道的其他太赫茲波偏振調制器，我們研發的偏振調制器在多功能性、大工作帶寬以及高控制精度方面取得顯著突破，可為光譜檢測提供先進的偏振解析能力，能滿足材料物理特性研究、生物制藥品質監測等應用需求，也可作為下一代信息技術的核心部件，在高速通信中降低傳輸損耗、提高數據吞吐量。”陳學權說。（ 陸成寬）
責任編輯：沈馨蕊
