来源：渥太华大学 (University of Ottawa)；电子科技大学太赫兹科学技术研究中心 谢思琪 编译

    渥太华大学的研究团队开发了新的方法，以增强基于石墨烯结构的太赫兹（THz）波的频率转换，为无线通信和信号处理技术更快、更高效的发展解锁了新的潜在可能。

    太赫兹波位于电磁谱的远红外区域，能够穿过不透明材料进行非侵入成像，可应用于安全和质量控制领域。此外，太赫兹波在无线通信方面也极具应用前景。

    太赫兹非线性光学可用于改变电磁波的频率，对于6G技术、未来高速无线通信及信号处理系统的发展具有重要意义。

    太赫兹技术正在迅速发展，有望在健康、通信、安全和质量控制领域发挥关键作用。理学院物理学副教授让-米歇尔•梅纳德（Jean-Michel Menard）和研究团队为开发能够将电磁信号上转换为更高振荡频率的设备铺平了道路，推动了微波电子学和太赫兹光子学的融合。

    相关成果发表在《Light: Science & Applications》上，展示了石墨烯器件中增强的太赫兹非线性效应的新方法。

    “这项研究在提高太赫兹频率转换器的效率方面取得了显著进展，对于多光谱太赫兹应用及未来通信系统（如6G）的发展至关重要，”梅纳德教授表示。他与渥太华大学的阿里•马莱基（Ali Maleki）和罗伯特•W•博伊德（Robert W. Boyd）以及德国拜罗伊特大学的莫里茨•B•海因德尔（Moritz B. Heindl）和格奥尔格•赫林克（Georg Herink）以及Iridian光谱技术公司合作完成了该项目。

    这项新研究展示了利用石墨烯的独特光学特性的方法，石墨烯是一种由单层碳原子构成的新兴量子材料。这种二维材料可以无缝集成到设备中，为信号处理和通信领域带来新的应用可能。

    以往将太赫兹光与石墨烯结合的研究主要关注基本的光与物质相互作用，通常只考察实验中的一个参数，产生的非线性效应极为微弱。为了克服这一限制，梅纳德教授及其同事结合了多种创新方法来增强非线性效应，充分发挥石墨烯的独特性能。

    “我们的实验平台和新型设备架构为探索石墨烯以外的多种材料提供了可能，并有可能发现新的非线性光学机制，”渥太华大学超快太赫兹研究小组的博士生马莱基（Maleki）说道，他负责收集和分析了该研究的结果。

    “这类研发对于完善太赫兹频率转换技术至关重要，并最终将这项技术整合到实际应用中，特别是实现高效的、芯片集成的非线性太赫兹信号转换器，这将推动未来通信系统的发展。”

    参考文献： Ali Maleki et al, Strategies to enhance THz harmonic generation combining multilayered, gated, and metamaterial-based architectures, Light: Science & Applications (2025). DOI: 10.1038/s41377-024-01657-1