密歇根大学的研究人员在没有使用潜在有害X射线的情况下检测到植物和动物组织内部结构的微观扭曲。该方法涉及实时旋转太赫兹辐射，据说这是第一次成功实施该方法，可能在医学成像、加密通信和宇宙学中开辟新的应用。这项工作已经在Nature Materials上进行了报道。密歇根大学的尼古拉斯科托夫说：“我们的身体有很多扭曲的结构，这些结构离人体表面的太赫兹探测范围足够近：血管、韧带、肌肉纤维、分子，甚至是一些螺旋细菌。”

旋转太赫兹光：可以看到曲折

太赫兹辐射可以穿透身体大约6毫米，但与X射线不同，太赫兹辐射是非电离的，消除了它在体内产生破坏性电荷的风险。该项目的突破涉及太赫兹圆二色（TCD）光谱，左旋和右旋圆偏振光的差分吸收，迄今为止在太赫兹范围内是不可能实现的。该装置设计了一条印有金色人字形图案并切成一排排小切口的塑料丝带，灵感来自日本kirigami艺术的启发，利用切割的方式从纸张上创建3D结构。每个切口长500微米，高5微米，切口间隔600微米的水平周期和105微米的垂直周期。当丝带拉伸时，切口打开，丝带片扭曲，然后金线引导辐射，依次将其扭曲。

“缺乏与用于电磁频谱其他部分的偏振光学器件相当的动态偏振调制器阻碍了TCD光谱学的发展，”该团队在其发表的论文中评论道。“我们展示了由具有周期性基里米尼切割的图案等离子体片制成的可调谐光学元件，使得在施加机械应变的情况下太赫兹辐射的偏振调制成为可能。”

通信加密

根据该论文，微型金属条纹的人字形图案使得在数千个周期内超过80度的动态范围的偏振旋转调制成为可能。在面外屈曲之后，等离子体条纹起到沿着太赫兹传播方向可变间距、可重构半螺旋的作用。在对诸如金龟子甲虫前翅等材料的试验中，可以检测到与生物复合材料中的螺旋亚结构相关的不同TCD指纹。根据项目团队的说法，类似的kirigami调制器还可以实现太赫兹光学中的其他应用，例如基于偏振的太赫兹成像、信息加密和空间探索。

该团队提出，相同的设计也可以针对其他类型的辐射进行缩放，放大图案与微波或无线电波相互作用，或者缩小图案以操纵红外光。除了活组织成像外，太赫兹圆二色光谱还可以帮助开发基于蛋白质和抗体等大型生物分子的新药。项目团队预计，该研究的早期应用可以加密和解密太赫兹频谱上的通信，同时在卫星上使用这种kirigami装置来测量宇宙背景辐射的太赫兹频谱中的扭曲，提供有关最早恒星的有价值信息。

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