在当前科技迅猛发展的背景下，太赫兹（THz）技术因其在通信、成像、安检、医疗诊断等领域的独特应用而日益受到关注。太赫兹波，通常指频率在0.1到10THz范围内的电磁波，具有波长短、频率高、脉冲短、空间相干性高等特性，这些特性使其在密集波分复用系统中具有潜在的应用价值。为了实现对太赫兹波的有效调制，研究者们开发了基于复式晶格光子晶体的光控四波长太赫兹波调制器。
光子晶体作为一种具有周期性介电结构的材料，能够在特定频率范围内禁止电磁波的传播，形成光子带隙。这种结构使得光子晶体在光电领域具有极其重要的作用，尤其是在太赫兹波段的应用中表现出了诸多优势。通过合理设计光子晶体的结构，可以调整其带隙特性，从而实现对太赫兹波传输特性的精确调控。
在此次研究中，南京邮电大学的研究人员提出了一种二维复式晶格结构的太赫兹波调制器。该调制器采用Si介质柱作为基础结构，介质柱的折射率为3.4，背景材料为空气。通过在光子晶体中引入点缺陷，能够同时对两个缺陷模进行调制，进而实现对四束不同太赫兹波的传输控制。通过填充特定的材料（如砷化镓，GaAs）于点缺陷处，施加泵浦光（调制光源），可以引起GaAs折射率的变化，进而改变缺陷态，实现太赫兹波的通断调制。
文章中提到，传统简单晶格结构的光子晶体带隙较窄，选择波长范围有限。复式晶格光子晶体调制器的设计克服了这一缺点，不仅增加了光子禁带的带宽，还能利用单个点缺陷控制两个缺陷模的优势，达到同时调制四个不同太赫兹波的目的。使用RSOFT软件的bandsolve模块进行了带隙仿真计算，将复式晶格与简单晶格的光子带隙进行了比较，结果表明复式晶格光子晶体在带隙宽度上具有明显优势。
太赫兹波调制器是太赫兹通信系统的关键部件之一，其主要作用是通过数字基带信号对太赫兹载波进行强度调制。研究的复式晶格光子晶体调制器，由于其光子禁带大、体积小的特点，能够有效地对太赫兹波进行通断调制。这一特性使得该调制器在太赫兹通信系统中具有广泛的应用前景。
文章还强调了在太赫兹波调制器的研究中，响应时间短和调制深度大的特性是十分重要的。这些特性对于实现高效、快速的太赫兹通信系统至关重要，尤其是在密集波分复用系统中，能够实现频率高、脉冲短和高空间相干性的太赫兹波传输。
二维复式晶格光控四波长太赫兹波调制器是基于光子晶体技术，具有创新性的太赫兹波调制方案，能够在太赫兹通信系统中发挥关键作用，并为太赫兹技术在多个领域的应用提供技术支持。
