太赫茲頻率范圍內的電磁波在通信和掃描成像的高級應用中具有許多優(yōu)勢，但實現(xiàn)其潛力仍面臨挑戰(zhàn)。東北大學的研究人員通過開發(fā)一種新型的可調諧濾波器來解決太赫茲波段信號的關鍵挑戰(zhàn)之一。他們將研究成果發(fā)表在《光學快報》雜志上。

太赫茲波占據(jù)了介于微波和紅外頻率之間的電磁波譜區(qū)域。它們具有比無線電波更高的頻率（更短的波長），但比可見光頻率低。日益擁擠的無線電波譜承載著由WiFi、藍牙和當前移動電話（手機）通信系統(tǒng)傳輸?shù)拇罅繑?shù)據(jù)。

電磁頻譜低頻部分的信號擁塞是探索太赫茲區(qū)域的選擇的一個誘因。另一個誘因是支持超高數(shù)據(jù)傳輸速率的能力。然而，將太赫茲信號用于常規(guī)應用的一個關鍵挑戰(zhàn)是能夠調整和過濾特定頻率的信號。需要過濾以避免來自所需頻帶之外的信號的干擾。

東北大學研究團隊的吉明尚樹（Yoshiaki Kanamori）表示：“我們構建并演示了一種太赫茲波的頻率可調濾波器，其傳輸速率和信號質量優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)，展示了太赫茲無線通信的潛力。這項工作還可以在太赫茲頻段之外得到更廣泛的應用。”

這種新型的太赫茲濾光片基于一種名為法布里-珀羅干涉儀的裝置，該裝置與所有干涉儀一樣，依賴于不同電磁輻射波在鏡子之間反射時相互作用的干涉模式。研究人員的版本使用精細結構的光柵，其間隙小于相互作用波的波長，作為鏡子之間的材料。

光柵的可變拉伸允許對它們的折射率進行精細控制，這是調節(jié)干涉儀的濾波效果所必需的。這僅允許傳輸所需的頻率。使用不同的光柵可以控制不同的選定頻率范圍。

該團隊展示了他們的系統(tǒng)在適用于下一代（6G）手機信號的頻率上的應用。

Kanamori說：“除了我們的方法在通信系統(tǒng)中的應用外，我們還設想將其用于醫(yī)學和工業(yè)的掃描和成像技術�！�

太赫茲波在掃描和成像方面的一個優(yōu)勢是，它們可以很容易地穿透阻擋光通過的材料，包括生物組織。除了醫(yī)學應用外，這還可以為材料分析、安全系統(tǒng)和制造質量控制提供機會。

Kanamori總結道：“總的來說，我們的工作提供了一種簡單且經(jīng)濟有效的方法來過濾和主動控制太赫茲波，這可以促進它們在許多應用中的使用�！�

相關鏈接：https://dx.doi.org/10.1364/OL.515504