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空天院科研團隊實現(xiàn)超寬帶太赫茲偏振態(tài)的高精度動態(tài)調(diào)控

2025-01-24
來源:IT之家

1 月 23 日消息,據(jù)中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院消息,該院科研人員經(jīng)過兩年攻關研發(fā)出新型太赫茲波偏振調(diào)制器,成功實現(xiàn)超寬帶太赫茲波偏振態(tài)的高精度動態(tài)調(diào)控,相關研究成果發(fā)表于國際學術期刊《光學》。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。

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據(jù)介紹,太赫茲(THz)波在電磁波譜中位于微波與紅外之間,是頻率在 0.1 太赫茲至 10 太赫茲范圍內(nèi)的電磁波,尚未廣泛開發(fā)利用。其具有高穿透性、光子能量低等特點,被稱為未來 6G 高速無線通信的基礎,也能成為繼 X 光和超聲之后的另一種新型無損檢測技術。

值得一提的是,太赫茲波有兩個天然特性:其波長在百微米到毫米級別,比可見光大近三個數(shù)量級,常規(guī)材料難以實現(xiàn)高效的調(diào)控;太赫茲波極大的帶寬(0.1 至 10 THz)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。

研究團隊通過調(diào)節(jié)偏振調(diào)制器的兩個關鍵參數(shù) —— 金屬鏡-棱鏡距離和液晶雙折射率,在超寬范圍內(nèi)實現(xiàn)了太赫茲 p 偏振和 s 偏振光之間的大范圍相位調(diào)控,具有極低的色差,并同時保持光的反射強度幾乎不變。這意味著偏振的兩個基本維度可以被靈活控制,進而輸出任意的偏振態(tài)。偏振調(diào)制器可以在 1.6-3.4 THz 范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換并動態(tài)切換相互正交線偏振和左 / 右圓偏振,且線偏率和圓偏率(DoLP,DoCP)均超過 0.996。實際上,該偏振調(diào)制器可以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%。

從中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院(空天院)獲悉,該研究團隊所研制的偏振調(diào)制器在多功能性、大工作帶寬以及高控制精度上取得性能突破,可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(shù)據(jù)吞吐量。

論文地址如下:

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


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