近年來，太赫茲波及其相關(guān)技術(shù)很受人們重視，覆蓋1011-1013赫茲的電磁波頻率范圍，在信息、生物和醫(yī)學(xué)、國防安全等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。但是商業(yè)化的太赫茲光源通常產(chǎn)生的是沿著特定偏振方向的線偏振光，實現(xiàn)太赫茲波段偏振光的自由旋轉(zhuǎn)是實際應(yīng)用中的迫切需求。傳統(tǒng)上，人們利用液晶或雙折射晶體來調(diào)控光的偏振方向，但是這樣的方法僅局限于很窄的波段；2013年美國Los Alamos National Laboratory等研究人員提出并實驗證實超構(gòu)材料可以旋轉(zhuǎn)寬帶太赫茲波的偏振（特定方向），但是人們依然無法自由地旋轉(zhuǎn)寬帶太赫茲波段的偏振。

       最近，王牧和彭茹雯研究組與美國Argonne National Laboratory黃先榮博士合作，創(chuàng)新性地設(shè)計和制備出三層金屬結(jié)構(gòu)，首次證實該人工亞波長微結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑻掌澆ǖ钠褡杂傻匦D(zhuǎn)到任意方向，并且偏振轉(zhuǎn)換效率在很寬的頻段保持90%以上。這種近完美的太赫茲偏振旋轉(zhuǎn)操控被太赫茲透射譜的測量以及太赫茲成像直接證實。同時，該研究組還揭示出此物理效應(yīng)來源于人工微結(jié)構(gòu)中的多波干涉。該工作首次實現(xiàn)了對太赫茲偏振光的自由旋轉(zhuǎn)操控，在信息處理、材料分析、太赫茲成像等方面可望有重要的應(yīng)用，正如《Advanced Materials》的評審人所說，該研究工作是“原創(chuàng)的、有趣的, 并且可能用于真實世界的應(yīng)用”（“This is original，interesting，and may be used for real-world applications”）。

       此項工作的實驗部分主要由范仁浩博士完成，理論部分主要由博士生周昱完成, 他們是該論文的第一和第二作者。彭茹雯教授、黃先榮博士和王牧教授是該論文通訊作者。該項研究受到國家自然科學(xué)基金委以及科技部的重點資助。