隨著數(shù)據(jù)量的激增和應用場景的多樣化,現(xiàn)有的通信技術已經逐漸顯得力不從心。在此背景下,太赫茲波技術應運而生,成為未來通信領域的熱點之一。近日,中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院研究員陳學權、方廣有帶領的研究團隊,通過創(chuàng)新技術實現(xiàn)超寬帶太赫茲偏振態(tài)的高精度動態(tài)調控。該項成果已發(fā)表于學術期刊《光學》(Optica)。
太赫茲波在電磁波譜中位于微波與紅外之間,是指頻率在0.1太赫茲至10太赫茲范圍內的電磁波,在電磁波譜上位于微波和紅外線之間,是一段還沒有被廣泛開發(fā)利用的波段。它具有高穿透性、光子能量低等特點,因此被稱為“安防專家”,在安檢、無損檢測等領域有重要應用。
從最初的電報、電話,到如今的5G網(wǎng)絡,每一次技術的飛躍都極大地改變了我們的生活。太赫茲波具有高頻率、寬帶寬等特點,因此被認為是未來發(fā)展6G的重要技術方向。要實現(xiàn)上述應用,就得控制好太赫茲波的偏振態(tài)。
陳學權解釋道:“光波的電場振動如同藝術體操運動員手里的繩子,既可上下、左右擺動,也能順時針、逆時針旋轉。偏振調制器扮演著運動員的角色,制造出截然不同的運動軌跡。”
然而,主動控制太赫茲波的偏振卻有非常大的挑戰(zhàn)。“如同在體操中既要繩子做出大幅度的甩動,又要具備高達100倍的速度變化能力。”陳學權進一步解釋道。
在這項研究中,科研人員新研發(fā)的太赫茲波偏振調制器,可以靈活控制太赫茲波偏振,輸出任意的偏振態(tài)。此外,該調制器還具備超寬帶特性,能夠在較寬的頻率范圍內保持穩(wěn)定的性能,這對于實際應用具有重要意義。
例如,在通信領域,太赫茲波具有極高的傳輸速率和帶寬,能夠滿足未來高速無線通信的需求。在安檢領域,太赫茲波能夠穿透非金屬材料,實現(xiàn)對違禁品的無損檢測。此外,太赫茲波還在文物無損檢測、環(huán)境監(jiān)測等多個領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。
美國麻省理工學院的一位教授在接受采訪時說:“中國的這一成果令人振奮,它展示了中國在前沿科技領域的強大實力和創(chuàng)新能力。我們期待與中國的科研團隊展開更多的合作,共同推動太赫茲波技術的發(fā)展。”
我們相信,隨著太赫茲波技術的不斷發(fā)展和完善,一個更加智能、高效、安全的未來正向我們走來,讓我們共同期待,這一新技術帶來的美好變革。
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