中国科学院空天信息创新研究院的科研人员经过两年努力，成功研发出新型太赫兹波偏振调制器，实现了超宽带太赫兹波偏振态的高精度动态调控。这项技术突破将推动太赫兹波在新一代无线通信、文物无损检测和生物微量传感等领域的应用。相关研究成果已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，是一段尚未被广泛开发利用的波段。它具有高穿透性和低光子能量等特点，因此在安检和无损检测等领域有重要应用。此外，太赫兹波还具备高频率和宽带宽的特点，被认为是未来发展6G的重要技术方向。
实现这些应用的关键在于控制太赫兹波的偏振态。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表示，光波的电场振动如同艺术体操运动员手中的绳子，可以上下左右摆动，也能顺时针或逆时针旋转。偏振调制器的作用就像运动员，能够制造出不同的运动轨迹。
主动控制太赫兹波的偏振面临很大挑战，主要是因为太赫兹波的波长在百微米到毫米级别，常规材料难以高效调控。此外，太赫兹波的带宽极大，对偏振调制器的结构要求很高。陈学权解释说，这就像体操运动员手中的绳子既要大幅度甩动，又要具备高达100倍的速度变化能力。
在这项研究中，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。相比其他已报道的太赫兹波偏振调制器，该设备在多功能性、大工作带宽以及高控制精度方面取得显著突破。它可以为光谱检测提供先进的偏振解析能力，满足材料物理特性研究和生物制药品质监测等应用需求，同时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并提高数据吞吐量。