Терагерцовое излучение лежит между микроволнами и инфракрасным светом. Оно проходит сквозь одежду, бумагу и пластик, но задерживается водой и металлом. Поэтому такие волны используют в сканерах безопасности и для контроля качества материалов. Но у этого излучения есть ещё одно свойство — поляризация, то есть направление колебаний волны. Многие материалы по-разному пропускают волны с разной поляризацией, и это можно использовать для их изучения.
Новая система работает как поляризационные очки, которые отсеивают блики. Только вместо стёкол здесь частотно-селективные поверхности — тонкие решётки, которые по-разному реагируют на волны в зависимости от их поляризации и частоты. Прибор быстро измеряет интенсивность прошедшего излучения и по этим данным вычисляет параметры Стокса — четыре числа, полностью описывающие поляризацию. Вся обработка идёт в реальном времени, без движущихся частей и сложной оптики.
Для проверки взяли пластину кварца толщиной 1 мм. Кварц — анизотропный кристалл: свет вдоль разных осей идёт с разной скоростью, поэтому поляризация меняется. Прибор измерил это изменение и получил значение двулучепреломления (разницы в скорости для двух поляризаций), которое совпало с результатами традиционного метода. Затем систему использовали для сканирования образца, поворачивая решётки на 0°, 45°, 90° и 135°. Так получили карты поляризации — изображения, где видно, как материал влияет на волны в каждой точке.
Такие карты помогают находить дефекты в кристаллах, анализировать биологические ткани или проверять композитные материалы. Прибор компактен и не требует дорогих лазеров с фемтосекундными импульсами, что делает его доступным для лабораторий и промышленности.
Терагерцовое излучение иногда называют «терагерцовым зазором», потому что долгое время не было ни хороших источников, ни детекторов для этого диапазона — он лежит между оптикой и электроникой.