位于毫米波和遠(yuǎn)紅外頻率范圍之間的太赫茲(THz)波是一種電磁頻帶，至今尚未完全識(shí)別和理解。北京航空航天大學(xué)的吳曉軍帶領(lǐng)一組研究人員積極尋求理解，產(chǎn)生和控制太赫茲輻射的方法。Wu指出，太赫茲波在擴(kuò)展實(shí)際應(yīng)用(從成像到信息加密)方面具有巨大潛力，但是由于缺乏足夠高效的信號(hào)源，太赫茲科學(xué)技術(shù)的發(fā)展受到了阻礙。

Wu的研究小組一直在研究碲化鉍(Bi 2 Te 3)的三維拓?fù)浣^緣體，作為有效THz系統(tǒng)的有希望的基礎(chǔ)。他們最近系統(tǒng)地研究了飛秒激光脈沖驅(qū)動(dòng)的Bi 2 Te 3納米膜的太赫茲輻射。他們?cè)贏dvanced Photonics上發(fā)表的報(bào)告證明了具有可任意調(diào)節(jié)的偏振態(tài)的手性太赫茲波的有效產(chǎn)生，該偏振態(tài)允許控制手性，橢圓率和主軸。

吳認(rèn)為，碲化鉍是未來(lái)基于片上拓?fù)浣^緣子的太赫茲系統(tǒng)的理想選擇。它已經(jīng)在太赫茲發(fā)射，檢測(cè)和調(diào)制方面展現(xiàn)了極好的前景。經(jīng)過(guò)深入研究的拓?fù)浣^緣體具有特殊的自旋動(dòng)量鎖定表面狀態(tài)，也可以通過(guò)各種因素(例如原子層數(shù))進(jìn)行精確調(diào)整。吳解釋說(shuō)，這種太赫茲源可以有效地輻射線性和圓極化的太赫茲波，并且具有可調(diào)節(jié)的手性和極化度。這將促進(jìn)太赫茲科學(xué)及其在超快太赫茲光電自旋電子學(xué)，基于偏振的太赫茲光譜學(xué)和成像，太赫茲生物傳感，視距太赫茲通信和信息加密等領(lǐng)域的發(fā)展。

線性極化太赫茲波的產(chǎn)生和操縱

Wu的小組系統(tǒng)地研究了由飛秒激光脈沖驅(qū)動(dòng)的拓?fù)浣^緣體Bi 2 Te 3納米膜的太赫茲輻射。他們發(fā)現(xiàn)，線性極化的太赫茲波起源于由線性極化的泵浦光激發(fā)拓?fù)浣^緣子后，Bi 2 Te 3中Bi-Te原子之間的電子密度超快重新分布而形成的移位電流。超快移位電流有助于線性極化的THz輻射。由于Bi 2 Te 3的晶格特性，取決于樣品的方位角，輻射的太赫茲波始終以三倍的旋轉(zhuǎn)角線性極化。這種可靠性使得通過(guò)控制偏振方向上的入射激光來(lái)任意操縱THz波偏振角變得非常方便。