劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的研究人员开发出一种3D打印的微型螺旋结构，可作为太赫兹（THz）频率的光学材料。这种打印的螺旋结构能够产生太赫兹波段的圆偏振光束，并且可以排列成阵列，形成一种新型的二维码，用于加密应用。他们的研究成果发表在《先进科学》（Advanced Science）杂志上，这是首次对太赫兹频率的螺旋结构进行完整的参数分析。
该团队利用高分辨率3D打印技术——双光子聚合（2PP），制造出可作为四分之一波片的优化螺旋结构。这些元件填补了太赫兹频段的技术空白，该频段对于5G/6G通信至关重要，并且在无损检测和化学传感领域具有潜在应用价值。“太赫兹频率的波长约为300微米，是2PP技术的理想波长范围，因此我们可以轻松地在该长度尺度内制造任何几何形状，并对其进行精确控制。”材料工程部工程师夏晓星说道。
这是劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）研究人员制作的3D打印螺旋阵列的扫描电子显微镜图像。（图片来源：宋云顾）
印刷的螺旋结构展现出强大的宽带活性，并能可靠地产生具有明显左旋或右旋信号的圆偏振光束。当排列成阵列时，这些结构表现出增强的耦合效应，从而改善了两种偏振类型。这一发现促使研究团队开发出一种他们称之为“手性二维码”的技术，该技术利用左旋和右旋螺旋结构作为像素。
这种手性二维码利用偏振旋转而非传统的亮度变化来编码信息，因此需要特殊的滤波器和正确的电磁频率才能读取。“对于医院、银行或军事用途，我们有时需要在保持快速扫描便利性的同时添加加密功能，”材料科学部科学家崔元镇（音译）说道，他领导了这项研究。该研究展示了其在分子传感、电信滤波以及医学、生物学和天文学等领域的各种检测系统中的潜在应用。
来源：llnl.gov
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