太赫兹突破：新技术提供了前所未有的对光的控制能力

研究人员开发了一种使用可编程自旋电子发射器，产生和操纵结构化太赫兹光束的新方法，推进了在安全、医学成像和通信方面的应用。

研究人员发明的这种新技术，用可编程的自旋电子发射器产生结构化太赫兹光束。这一进步代表了太赫兹技术向前迈出的重要一步，首次允许在这些频率上产生和操纵具有自旋和轨道角动量的光。

太赫兹辐射在电磁波谱上介于微波和红外光之间。它对各种应用具有很大的前景，包括安全扫描仪、医学成像和超快通信。然而，有效地产生和控制太赫兹光已被证明具有挑战性。

这项由复旦大学陶振生教授、吴义征教授和首都师范大学张岩教授领导的新研究，通过采用基于交换偏置磁多层的可编程自旋电子发射器，克服了这些限制。这些装置由磁性和非磁性材料的薄层组成，将激光诱导的自旋极化电流转换为宽带太赫兹辐射。

光偏振的创新

研究生、第一作者王顺佳解释说：“关键的创新在于，我们能够以高精度和高空间分辨率灵活地编程发射器内的磁化模式。这使我们能够设计和产生具有复杂偏振状态的太赫兹光束，包括具有空间分离的圆偏振、方位或径向偏振状态的光束，甚至是一个完整的庞卡罗光束。”

庞卡罗光束在其横截面内表现出所有可能的光偏振状态。这种独特的特性在产生特殊的光学力、获得平顶强度曲线和单次偏振测量等领域都有应用。

研究人员成功地展示了使用他们的可编程发射器产生各种结构太赫兹光束。这些光束有望在许多领域推动太赫兹技术的发展。

“我们的发现为开发具有增强功能的新型太赫兹器件铺平了道路，”陶振生教授总结道。“如此精确地操纵太赫兹光的能力，为光谱学、传感和通信领域的应用开辟了令人兴奋的可能性。”

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