美國西北大學的研究人員已經使用3D打印技術開發了一種新的晶體，用以提取太赫茲波段的微波和紅外光之間的中間地帶。希望該透鏡能幫助科學家更好地理解太赫茲波的神秘。

雖然我們可能不太理解它，但我們中的大多數人在學校里學到了一些關于電磁頻譜的東西。可是除非你在高中后繼續學習物理，你可能都還沒有聽過的太赫茲波，它占據了300赫茲和3赫茲之間的頻率范圍。然而這并沒有什么不好意思的：盡管他們在成像和通信都極其重要，但太赫茲波的了解和研究都很少。

因為缺乏信息，一組來自美國西北大學的研究人員用超材料和3D打印機來制造太赫茲頻率下的透鏡。“典型的鏡頭（甚至是幻想的）有許多許多組件來解決他們的內在缺陷，”西北麥考密克工程學院機械工程系副教授孫成說，“有時現代的成像系統堆疊幾個鏡頭以提供最佳的成像性能，但這是非常昂貴和復雜的。”

孫成和他的團隊并沒有追求昂貴的和復雜的路線，而是創造了一個梯度指數，該梯度指數可以在空間上改變，而且不需要額外的糾正成分就可形成完美的圖像。這個過程聽起來很簡單，但是唯一可能的新型材料，具有高度的非常規性質。“這樣的性質來源于它的微小結構，遠小于太赫茲波的波長，”孫成實驗室的成員、研究論文第一作者周泛解釋道，“通過組裝這些微小的結構，我們可以創建特定的折射率分布。”

為了控制材料，研究人員使用3D打印機和投影微立體光刻3D打印技術。這項技術使該小組能夠制造鏡頭所需要的微小的功能，以提取太赫茲頻率。”對于打印技術，我們使用了一種液體形式的照片聚合物，“孫成解釋說。”當我們把光照在物質上，把它變成固體。光的材料形式的形狀，使我們能夠創建一個三維結構。不能用傳統的制造工藝來完成一個梯度指數。”

3D打印透鏡的發展可能會對未來太赫茲波的科學研究產生重要的后果，并可以使太赫茲成像更便宜，分辨率更高，更容易獲得。對安全部門來說這是有利的，因為太赫茲掃描儀可以檢測到隱藏的塑料和化學品。X射線不能探測到這樣的材料，并且可能對人體有害，而太赫茲波是完全無害的。

“這一進展意味著我們可以在高分辨率揭示一些不透明的材料以前無法獲得的信息，”孫成在美國俄克拉荷馬州立大學的合作者曹偉如是說，“這開辟了一個全新的技術，一個從生物醫學研究到安全具有巨大潛在用途的新技術。”

該小組題為“3D太赫茲梯度折射率透鏡的増材制造”的研究論文已發表在先進光學材料上。（工業和信息化部電子科學技術情報研究所）