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隨著數(shù)據(jù)量的激增和應(yīng)用場景的多樣化，現(xiàn)有的通信技術(shù)已經(jīng)逐漸顯得力不從心。在此背景下，太赫茲波技術(shù)應(yīng)運而生，成為未來通信領(lǐng)域的熱點之一。近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院研究員陳學(xué)權(quán)、方廣有帶領(lǐng)的研究團隊，通過創(chuàng)新技術(shù)實現(xiàn)超寬帶太赫茲偏振態(tài)的高精度動態(tài)調(diào)控。該項成果已發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)》(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(nèi)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(lǐng)域有重要應(yīng)用。
從最初的電報、電話，到如今的5G網(wǎng)絡(luò)，每一次技術(shù)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(rèn)為是未來發(fā)展6G的重要技術(shù)方向。要實現(xiàn)上述應(yīng)用，就得控制好太赫茲波的偏振態(tài)。
陳學(xué)權(quán)解釋道：“光波的電場振動如同藝術(shù)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(zhuǎn)。偏振調(diào)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(xué)權(quán)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(diào)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(diào)制器還具備超寬帶特性，能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的性能，這對于實際應(yīng)用具有重要意義。
例如，在通信領(lǐng)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(lǐng)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(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
美國麻省理工學(xué)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(lǐng)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(shù)的發(fā)展。”
我們相信，隨著太赫茲波技術(shù)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(shù)帶來的美好變革。
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