基于楔形缺陷铝板的太赫兹调谐器件研究：面向6G通信的功能器件创新

本文推荐：作者团队创新性地采用激光烧蚀（laser ablation）技术制备具有楔形缺陷（wedge-shaped defect）的平行铝板波导，实现了类似传统收音机的太赫兹（THz）窄带选频与调谐功能。该器件通过缺陷局域共振（local resonances）机制，在0.3-1.0 THz频段展现出频率可调特性，为6G通信中的频分复用（FDM）和太赫兹功能器件集成提供了简单、低成本的解决方案。

　　

Highlight亮点

通过旋转旋钮即可实现太赫兹频率调谐的创新型器件，其工作原理如同传统收音机般直观。楔形缺陷结构的创新设计使工作频率随缺陷宽度变化而偏移，这种机械调谐机制为太赫兹功能器件提供了新思路。

THz Tuning太赫兹调谐

为实现类似传统收音机的频率调谐功能，我们巧妙设计了楔形缺陷结构。当转动平移台的旋钮时，缺陷沿太赫兹波传播方向的宽度会发生变化，导致透射峰频率在禁带中移动（如图3所示）。这种"机械式"调谐方式使得单个器件即可覆盖0.3-1.0 THz的宽频范围，其频率分辨率高达5 GHz，相当于传统超外差收音机的调谐精度。

Tuning Mechanism调谐机制

从物理机制来看，周期性沟槽结构产生了太赫兹禁带（bandgap），而楔形缺陷则引入了可调谐的缺陷模（defect mode）。随着缺陷宽度增加，缺陷模呈现明显的红移现象（redshift），这源于电磁场在缺陷区域的局域化增强效应。特别值得注意的是，这些缺陷模具有零群速度（zero-group velocity）特性，正是这种特殊的电磁态使得窄带太赫兹波能够穿透禁带。

Conclusions结论

我们开发了一种基于激光烧蚀技术的太赫兹器件制备新方法。通过在周期性结构中引入楔形缺陷，成功实现了缺陷宽度可选的调谐器件，其工作频率可通过简单的机械调节进行精确控制。这种低成本、易加工的铝基器件为太赫兹通信系统（特别是6G网络）中的功能器件开发提供了新途径。