中新網(wǎng)北京1月22日電 (記者 孫自法)中國科學(xué)院空天信息創(chuàng )新研究院(空天院)1月22日向媒體發(fā)布消息說(shuō)，中國茲關(guān)該院科研團隊通過(guò)創(chuàng )新技術(shù)，科研已成功實(shí)現超寬帶太赫茲偏振態(tài)的團隊太赫高精度動(dòng)態(tài)調控。這項關(guān)鍵技術(shù)突破，實(shí)現術(shù)突將助力推動(dòng)太赫茲在新一代無(wú)線(xiàn)通信、鍵技文物無(wú)損檢測、破助生物微量傳感等方向發(fā)展和應用，力新在電子信息、代無(wú)文化遺產(chǎn)、線(xiàn)通信生命健康等領(lǐng)域發(fā)揮獨特作用。發(fā)展
太赫茲多功能寬帶偏振調制器。中國茲關(guān)(a)為器件結構示意圖；(b)為實(shí)驗測得的科研四種偏振態(tài)輸出。中國科學(xué)院空天院 供圖這一太赫茲研究應用領(lǐng)域取得的團隊太赫重要進(jìn)展成果，由中國科學(xué)院空天院研究員陳學(xué)權、實(shí)現術(shù)突方廣有帶領(lǐng)研究團隊聯(lián)合南京大學(xué)教授吳敬波團隊共同完成，鍵技相關(guān)研究論文近日在專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)》(Optica)發(fā)表。
論文通訊作者陳學(xué)權研究員介紹說(shuō)，太赫茲(THz)波在電磁波譜中位于微波與紅外之間，相關(guān)技術(shù)在過(guò)去20年中受到大量關(guān)注并快速發(fā)展。同時(shí)，太赫茲以獨特物理特性促使其在許多學(xué)科中獲得廣泛應用。例如，太赫茲波的大帶寬是未來(lái)6G高速無(wú)線(xiàn)通信的基礎；太赫茲波能穿透并以?xún)?yōu)異的橫、縱向分辨率解析許多光學(xué)不透明材料，使其成為繼X光和超聲之后的另一種新型無(wú)損檢測技術(shù)，在制造業(yè)、制藥業(yè)和考古學(xué)等領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢；太赫茲波對水氫鍵網(wǎng)絡(luò )弛豫、分子振動(dòng)和載流子濃度的高靈敏度，使之成為生物醫學(xué)、化學(xué)和物理研究中不可或缺的工具。
在上述大多數應用中，太赫茲波的偏振態(tài)是一個(gè)關(guān)鍵控制參數，而偏振描述的是電場(chǎng)振動(dòng)隨時(shí)間的變化規律。陳學(xué)權解釋稱(chēng)，光波的電場(chǎng)振動(dòng)如同藝術(shù)體操運動(dòng)員手里的繩子，既可上下、左右擺動(dòng)，也能順時(shí)針、逆時(shí)針旋轉。偏振調制器扮演著(zhù)運動(dòng)員的角色，制造出截然不同的運動(dòng)軌跡。
然而，主動(dòng)控制太赫茲波的偏振具有非常大的挑戰性，這一現狀主要由太赫茲波的兩個(gè)天然特性引起。首先，太赫茲波的波長(cháng)在百微米到毫米級別，比可見(jiàn)光大近3個(gè)數量級，常規材料難以實(shí)現高效的調控；其次，太赫茲波極大的帶寬(0.1至10太赫茲)要求器件具有非常低色散的響應特性，對結構提出了很高要求?！斑@如同在體操中既要繩子做出大幅度的甩動(dòng)，又要具備高達100倍的速度變化能力?！标悓W(xué)權進(jìn)一步解釋道。
針對挑戰性難題，研究團隊在本項研究中通過(guò)調節偏振調制器的兩個(gè)關(guān)鍵參數——金屬鏡-棱鏡距離和液晶雙折射率，在超寬范圍內實(shí)現了太赫茲p偏振和s偏振光之間的大范圍相位調控，具有極低色差的同時(shí)保持光的反射強度幾乎不變。這意味著(zhù)偏振的兩個(gè)基本維度可以被靈活控制，進(jìn)而輸出任意的偏振態(tài)，且相對帶寬均超過(guò)90%。
研究團隊指出，相比目前已知其他太赫茲偏振調控器，他們此次研制成功的太赫茲偏振調制器，在多功能性、大工作帶寬以及高控制精度上取得顯著(zhù)性能突破，可為光譜檢測提供先進(jìn)的偏振解析能力，滿(mǎn)足材料物理特性研究、生物制藥品質(zhì)監測等應用需求，也可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、提高數據吞吐量。(完)