科技日报记者 陆成宽
记者22日从中国科学院空天信息创新研究院（以下简称空天院）获悉，经过两年攻关，空天院科研人员研发出新型太赫兹波偏振调制器，成功实现超宽带太赫兹波偏振态的高精度动态调控。这一关键技术突破，将推动太赫兹波在新一代无线通信、文物无损检测、生物微量传感等方向的应用。相关研究成果发表于国际学术期刊《光学》。
太赫兹波是指频率在0.1太赫兹至10太赫兹范围内的电磁波，在电磁波谱上位于微波和红外线之间，是一段还没有被广泛开发利用的波段。它具有高穿透性、光子能量低等特点，因此被称为“安防专家”，在安检、无损检测等领域有重要应用。它还具有高频率、宽带宽等特点，因此被认为是未来发展6G的重要技术方向。
要实现上述应用，就得控制好太赫兹波的偏振态。“偏振描述的是电场振动随时间的变化规律。”论文通讯作者、空天院研究员陈学权说，“光波的电场振动如同艺术体操运动员手里的绳子，既可上下、左右摆动，也能顺时针、逆时针旋转。偏振调制器扮演着运动员的角色，制造出截然不同的运动轨迹。”
然而，主动控制太赫兹波的偏振却有非常大的挑战。“这主要是因为赫兹波的波长在百微米到毫米级别，常规材料难以实现高效调控；太赫兹波的带宽极大，对偏振调制器的结构要求很高。”陈学权说，就好像体操运动员手中的绳子既要做出大幅度的甩动，又要具备高达100倍的速度变化能力。
在这项研究中，科研人员新研发的太赫兹波偏振调制器，可以灵活控制太赫兹波偏振，输出任意的偏振态。“相比已报道的其他太赫兹波偏振调制器，我们研发的偏振调制器在多功能性、大工作带宽以及高控制精度方面取得显著突破，可为光谱检测提供先进的偏振解析能力，能满足材料物理特性研究、生物制药品质监测等应用需求，也可作为下一代信息技术的核心部件，在高速通信中降低传输损耗、提高数据吞吐量。”陈学权说。
