我国科研团队突破：实现超宽带太赫兹偏振态高精度动态调控

开创先河：突破太赫兹科技前沿，实现高精度动态调控

　　 1月23日消息，据中国科学院空天信息创新研究院透露，科研团队历时两年成功研发了一种新型太赫兹波偏振调制器。该技术能够实现超宽带太赫兹波偏振态的高精度动态调控，并已在国际学术期刊《光学》上发表。这项关键技术的突破不仅标志着我国在太赫兹波技术领域取得了重要进展，还将在新一代无线通信、文物无损检测以及生物微量传感等多个方向产生深远影响。 这一成果不仅展示了我国在前沿科技领域的创新能力，也预示着未来太赫兹波技术可能带来的广泛应用前景。特别是在无线通信领域，这项技术有望为下一代通信系统提供新的解决方案，提升传输速度与安全性。同时，在文物无损检测和生物微量传感方面，它也为相关研究提供了更精确的工具，有助于提高检测的准确性和效率。

　　 据介绍，太赫兹（THz）波在电磁波谱中处于微波与红外之间，频率介于0.1太赫兹至10太赫兹之间，这一频段的电磁波目前尚未得到广泛利用。太赫兹波具备高穿透性和低光子能量的特点，被认为是未来6G高速无线通信的关键技术之一，同时也有望成为继X光和超声波之后的一种新型无损检测手段。 尽管太赫兹技术展现出了巨大的潜力，但其实际应用还面临着不少挑战。例如，太赫兹波的传输距离有限且容易受到环境因素的影响。因此，在实现太赫兹技术的广泛应用之前，还需要克服许多技术和工程上的难题。不过，一旦这些障碍被克服，太赫兹技术将在通信和检测领域带来革命性的变化。

　　 值得一提的是，太赫兹波有两个天然特性：其波长在百微米到毫米级别，比可见光大近三个数量级，常规材料难以实现高效的调控；太赫兹波极大的带宽（0.1 至 10 THz）要求器件具有非常低色散的响应特性，对结构提出了很高要求。

　　 研究团队通过调整偏振调制器中的两个关键参数——金属镜与棱镜的距离以及液晶的双折射率，在超宽频段内实现了太赫兹p偏振和s偏振光之间的大范围相位调控。这项技术不仅具有极低的色差，而且能够保持光的反射强度几乎不变。这表明偏振的两个基本维度可以被灵活控制，从而实现任意偏振态的输出。该偏振调制器能够在1.6-3.4THz的频率范围内，高效地转换并动态切换相互正交的线偏振和左/右圆偏振，其线偏率和圆偏率（DoLP，DoCP）均超过了0.996。实际上，这种偏振调制器可以在任何选定的中心频率下输出任意偏振状态，且相对带宽都超过90%。 这一研究成果展示了在太赫兹波段对光偏振态进行精密控制的新能力，为未来的通信技术、遥感系统和材料分析等领域提供了新的可能性。这种灵活性和精确度的结合，预示着未来可能在多个领域产生革命性的突破，特别是在需要高度可控偏振态的应用场景中。

　　 从中国科学院空天信息创新研究院（空天院）了解到，该院研究团队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实现了性能突破。这一技术能够为光谱检测提供偏振解析能力，满足材料物理特性研究、生物制药品质监测等应用需求，同时也可以作为下一代信息技术的关键组件，在高速通信中减少传输损耗并提升数据吞吐量。

　　 论文地址如下：

　　 《Achromatic arbitrary polarization control in the terahertz band by tunable phase compensation》