運用太赫茲技術開啟量子傳感之門
可見光只是電磁波譜中的一小部分，而對人類視力范圍以外頻率的光波的操縱，已經(jīng)使手機和 CT 掃描等技術成為可能。萊斯大學的研究人員已經(jīng)制定了一項計劃，以利用頻譜中以前未使用的部分。 uBm"Xkxe|w
)(}[ S:`
[attachment=119677] :5t4KcQ
圖為萊斯大學新興量子和超快材料實驗室研究生徐睿制作的三個超快太赫茲場聚光器樣品。底層（白色正方形可見）由鈦酸鍶制成，其表面圖案為聚光器結構--可集中太赫茲頻率紅外光的微觀同心圓陣列。這些陣列在顯微鏡下清晰可見（插圖），但用肉眼觀察時，就像細粒度的點狀圖案。 Ln& pe(c
識別光譜中的差距 1V%tev9a
L< F8+a7i
萊斯大學三年級博士生、最近發(fā)表在《先進材料》（Advanced Materials）雜志上的一篇文章的第一作者徐睿說："中紅外光和遠紅外光存在明顯的差距，大約在 5-15 太赫茲的頻率和 20-60 微米的波長范圍內，與較高的光學頻率和較低的無線電頻率相比，目前還沒有很好的商業(yè)產(chǎn)品。" >G]JwO
0@ `]m
這項研究是在威廉-馬什-萊斯講座教授、材料科學與納米工程助理教授朱涵宇（Hanyu Zhu）的新興量子與超快材料實驗室進行的。 `a83RX_\
gX}'b\zxC
[attachment=119678] hY"eGaoF"
量子準電透鏡（截面圖），可聚焦頻率為 5-15 太赫茲的光脈沖。傳入的太赫茲光脈沖（紅色，左上角）通過鈦酸鍶（藍色）基底上的環(huán)形聚合物光柵和圓盤諧振器（灰色）轉換成表面聲子-極化子（黃色三角形）。黃色三角形的寬度表示聲子-極化子在到達用于聚焦和增強出射光的圓盤諧振器（右上角紅色）之前，通過每個光柵間隔傳播時電場的增加。左下方的鈦酸鍶分子原子結構模型描述了聲子-極化子振蕩模式中鈦（藍色）、氧（紅色）和鍶（綠色）原子的運動。 e+ [*4)Qfy
太赫茲間隙的重要性和挑戰(zhàn) n ay\)
^h[6{F~ J
Zhu說："這一頻率區(qū)域的光學技術--有時被稱為'新太赫茲間隙'，因為它遠比0.3-30太赫茲'間隙'中的其他頻率區(qū)域更難以接近--對于研究和開發(fā)用于接近室溫的量子電子學的量子材料，以及感知生物分子中的功能基團以進行醫(yī)學診斷，可能非常有用。" b;i*}4h !
8em'7hR9
研究人員面臨的挑戰(zhàn)一直是找到合適的材料來承載和處理"新太赫茲間隙"中的光。這種光會與大多數(shù)材料的原子結構產(chǎn)生強烈的相互作用，并很快被它們吸收。 V%,,GmiU]
Kr}RFJ"d
鈦酸鍶和量子順電性 r&u1-%%9[
?WI v4
Zhu 的研究小組利用鈦酸鍶（一種鍶和鈦的氧化物）將強相互作用轉化為優(yōu)勢。 q*hn5
|