天津大學精密儀器與光電子工程學院、天津大學太赫茲中心由青年歸國人員組成的太赫茲光子學團隊在新型人工電磁媒質（Metamaterials）的研究中取得重大進展，研究成果近期發表在享譽國際的《自然》雜志子刊Nature Communications上。這篇題為Active control of electromagnetically induced transparency analogue in terahertz metamaterials的論文（Nat. Commun. 3:1151; DOI: 10.1038/ncomms2153, 2012）報道了采用紅外激光對太赫茲人工電磁媒質的電磁誘導透明效應（Electromagnetically Induced Transparency, EIT）進行主動快速調制的研究成果。與常規的EIT效應不同，該工作利用半導體材料在不同光激勵強度下從介質特性到金屬特性的轉變，實現了太赫茲透明窗口從有到無的動態調控，并與理論研究十分吻合。該工作為實現快速主動的EIT效應開辟了新途徑，將對太赫茲主動慢光器件、可調濾波器件和太赫茲非線性效應等研究領域產生重要影響。

近年來，基于新型人工電磁媒質的EIT效應引起了人們的廣泛關注。該效應能顯著改變介質的色散特征，從而在慢光器件和增強非線性研究等領域具有誘人的應用前景。相關研究工作多次發表在《Science》、《Nature Materials》、《Physics Review Letters》和《Nano Letters》等國際一流期刊上。在實際應用中，對該效應的快速主動控制，將極大地拓展其在諸如光通信、太赫茲通信和微納傳感等領域的應用。

由天津大學張偉力教授領軍的太赫茲光子學團隊長期致力于新型人工電磁媒質的研究。在近期成功實現了大尺度三維太赫茲隱身效應（Advanced Materials 24, 916; DOI: 10.1002/adma.201103890, 2012）的基礎上，谷建強、韓家廣、田震和張偉力等人進一步提出了光控人工電磁媒質的研究設想，通過與美國和英國的有關研究小組合作，成功將半導體與金屬亞波長結構相結合，在國際上首次實現了光控的電磁誘導太赫茲透明效應。通過將硅集成到常規EIT人工電磁媒質的金屬微結構中，實驗觀察到在800 nm紅外激光的外場激勵下，太赫茲波段EIT慢光窗口從0至1的開關操作。更重要的是，這種光調控使0.74 THz處太赫茲脈沖群延遲的調制幅度高達1.5皮秒，這為實現主動式太赫茲慢光器件奠定了實驗基礎。該工作得到了國家科技部和自然科學基金委的資助。

論文下載地址：http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n10/full/ncomms2153.html

來源：天津大學精密儀器與光電子工程學院太赫茲光子學團隊