中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院近日宣布了一項(xiàng)重大科研成果，其科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)兩年的不懈努力，成功研發(fā)出了一種新型的太赫茲波偏振調(diào)制器。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對超寬帶太赫茲波偏振態(tài)的高精度動(dòng)態(tài)調(diào)控，并在國際學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)》上發(fā)表了相關(guān)研究成果。這一技術(shù)突破預(yù)示著太赫茲波將在多個(gè)領(lǐng)域迎來廣泛的應(yīng)用前景，包括新一代無線通信、文物無損檢測以及生物微量傳感等。
太赫茲波，作為電磁波譜中位于微波與紅外之間的特殊波段，其頻率范圍在0.1太赫茲至10太赫茲之間。盡管這一波段的電磁波尚未得到廣泛開發(fā)，但其高穿透性和低光子能量的特點(diǎn)，使其被譽(yù)為未來6G高速無線通信的基石，并有望成為一種新型的無損檢測技術(shù)，填補(bǔ)X光和超聲檢測技術(shù)的空白。
然而，太赫茲波的應(yīng)用并非沒有挑戰(zhàn)。其波長在百微米到毫米級別，比可見光大近三個(gè)數(shù)量級，這使得常規(guī)材料在實(shí)現(xiàn)高效調(diào)控方面面臨巨大困難。同時(shí)，太赫茲波極大的帶寬要求器件具有非常低的色散響應(yīng)特性，對器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了極高的要求。面對這些挑戰(zhàn)，科研團(tuán)隊(duì)通過調(diào)節(jié)偏振調(diào)制器的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)——金屬鏡-棱鏡距離和液晶雙折射率，實(shí)現(xiàn)了在超寬范圍內(nèi)對太赫茲p偏振和s偏振光之間的大范圍相位調(diào)控。
這一新型偏振調(diào)制器不僅具有極低的色差，而且能夠保持光的反射強(qiáng)度幾乎不變，從而實(shí)現(xiàn)了對偏振兩個(gè)基本維度的靈活控制。該調(diào)制器可以在1.6-3.4太赫茲范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換并動(dòng)態(tài)切換相互正交線偏振和左/右圓偏振，且線偏率和圓偏率均超過0.996。更重要的是，該偏振調(diào)制器能夠在任意中心頻率下輸出任意偏振狀態(tài)，且相對帶寬均超過90%，這一性能突破為太赫茲波的應(yīng)用提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。
據(jù)中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院介紹，該研究團(tuán)隊(duì)所研制的偏振調(diào)制器在多功能性、大工作帶寬以及高控制精度方面取得了顯著成就。這一技術(shù)不僅可以為光譜檢測提供偏振解析能力，滿足材料物理特性研究、生物制藥品質(zhì)監(jiān)測等應(yīng)用需求，還可以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(shù)據(jù)吞吐量。這一研究成果的發(fā)布，標(biāo)志著我國在太赫茲波技術(shù)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，為相關(guān)領(lǐng)域的科研和應(yīng)用注入了新的活力。
