来源：中国科学院，Sadie Harley编辑，Alexander Pol审校；电子科技大学太赫兹科学技术研究中心 王宏涛 编译

用于太赫兹波前调控的单壁碳纳米管基可拉伸超表面示意图。图片来源：Light: Advanced Manufacturing（2026年）。DOI：10.37188/lam.2026.066

    太赫兹（THz）频段位于微波与红外光之间，长期以来一直有望在无线通信、安全成像及无损检测领域实现革命性突破。然而，主要障碍在于缺乏能够按需操控太赫兹波束的紧凑型动态可调谐元件。

    尽管超薄表面阵列（由亚波长谐振器组成的超薄结构）已实现了对电磁波的前所未有的控制，但绝大多数此类结构在制造后仍保持静止状态，严重限制了其在动态实际应用场景中的应用潜力。

    在《Light: Advanced Manufacturing》期刊发表的一篇论文中，由中国首都师范大学Yan Zhang教授领导的研究团队，与北京交通大学、莫斯科高等研究中心、俄罗斯科学院普罗霍罗夫普通物理研究所、新西兰奥塔哥大学、哈尔滨工业大学及俄罗斯斯科尔科沃科学与技术研究所的科研人员紧密合作，提出了一种创新方案：基于硅基底上单壁碳纳米管（SWCNT）薄膜构建的可拉伸太赫兹超表面，可通过简单的机械形变实现动态波前控制。

    研究人员总结其研究结果时表示：“与依赖易在受力时开裂的金属图案的传统等离子体超表面不同，我们基于 SWCNT 的设计充分利用了纳米管固有的弹性和高导电性，在反复变形过程中仍能保持光学性能。”

焦距可调的基于 SWCNT 技术的超表面透镜。图片来源：Light: Advanced Manufacturing（2026年）。DOI：10.37188/lam.2026.066

    研究团队设计并实验验证了两种基于 SWCNT 的功能性超表面。每种超表面器件均由21毫米 × 21 mm and consists of 60 × 60毫米的矩形 SWCNT 薄膜棒组成，这些薄膜棒以不同方向排列，并由硅基底支撑。

    首台装置为焦距可调的超表面透镜。当0.35 THz左旋圆偏振光波通过该透镜时，其右旋圆偏振分量会在19.4毫米处聚焦。通过对样品施加均匀机械拉伸力，随着拉伸应变增大，焦点位置持续向后移动，从而显著延长了焦距。

    上图展示了人工制造的 SWCNT 超表面透镜与拉伸装置的照片，以及实验测得的光场变化过程。

    第二种装置是一种动态光束偏转离轴超表面透镜。通过机械拉伸驱动，该装置可同时实现焦点的纵向位移与光束的横向偏转。实验测量表明，在未拉伸状态下，焦点位于 z = 19.9 mm 处，光束偏转角为 -19.69°。

    当拉伸因子(A)增加至1.2时，焦点位置移至27.7毫米，光束偏转角从-19.69°变为-16.01°，相当于相对偏转量变化为3.68°。这些实验结果验证了机械可调光束转向技术在太赫兹波应用中的可行性。

    研究人员预测：“该项技术为研制智能、轻量化且可穿戴的太赫兹组件开辟了新途径。”

    我们设想该平台将演变为完全可编程且自适应的光子系统，届时太赫兹光束的操控将如同拉伸橡胶片般轻松自如。这一技术对于未来的6G无线网络、实时安全筛查以及智能人机交互界面都将发挥关键作用。

    更多信息
    Jingwen He et al, Dynamic terahertz wavefront control using stretchable single-walled carbon nanotube-based metasurfaces, Light: Advanced Manufacturing (2026). DOI：10.37188/lam.2026.066