激光网3月12日消息，太赫兹频率范围内的电磁波为通信以及扫描和成像的高级应用提供了许多优势，但实现其潜力会带来挑战。东北大学的研究人员通过开发一种新型的可调谐滤波器来解决其中一个关键挑战，用于太赫兹波段的信号。他们在《光学快报》杂志上发表了他们的研究成果。
太赫兹波占据了微波和红外频率之间的电磁频谱区域。它们具有比无线电波更高的频率，但比可见光的频率更低。日益拥挤的无线电波频谱承载着 WiFi、蓝牙和当前移动电话通信系统传输的大量数据。
电磁频谱中较低频率部分的信号拥塞是探索太赫兹区域选项的动力之一。另一个是支持超高数据传输速率的能力。然而，在常规应用中使用太赫兹信号的一个关键挑战是能够对特定频率的信号进行调谐和滤波。需要滤波以避免来自所需频带之外的信号的干扰。
“我们已经构建并展示了一种用于太赫兹波的频率可调滤波器，它实现了比传统系统更高的传输速率和更好的信号质量，揭示了太赫兹无线通信的潜力，”东北团队的Yoshiaki Kanamori说。他补充说，这项工作也可以更广泛地应用于太赫兹频段之外。
新的太赫兹滤光片基于一种称为法布里-珀罗干涉仪的设备，该设备与所有干涉仪一样，依赖于不同电磁辐射波在镜子之间反弹时相互作用时产生的干涉图案。研究人员的版本使用结构精细的光栅，其间隙小于相互作用波的波长，作为镜子之间的材料。
光栅的可变拉伸允许对其折射率进行微调，以调整干涉仪的滤波效果。这只允许传输所需的频率。使用不同的光栅可以控制不同的选定频率范围。
该团队已经展示了他们的系统在适用于下一代手机信号的频率方面的应用。
“除了我们的方法在通信系统中的应用外，我们还设想在医学和工业的扫描和成像技术中的应用，”Kanamori说。
太赫兹波在扫描和成像中的一个优点是它们可以很容易地穿透阻挡光通过的材料，包括生物组织。除了医疗应用外，这还可以为制造过程中的材料分析、安全系统和质量控制提供机会。
“总的来说，我们的工作提供了一种简单且具有成本效益的方法来过滤和主动控制太赫兹波，这可以促进它们在许多应用中的应用，”Kanamori总结道。
