强场太赫兹光源及其物质调控研究（特邀）

发布时间：2024-06-01 09:15

　　介绍了基于超快激光的强场太赫兹波产生技术、探测技术及其在物质调控研究中的应用.强场太赫兹波的产生机制主要包括:晶体非线性效应、激光等离子体相互作用、太赫兹自由电子激光等.太赫兹波的探测技术包括:电光采样探测、空气偏压相干探测和单发探测等.最后介绍了强场太赫兹光源在物质调控研究中的应用,特别指出将强场太赫兹光源与第四代X射线光源相结合,在物性表征和调控方面具有广阔的应用前景.

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【部分图文】：

图1基于波前倾斜技术在LiNbO3晶体中产生强场THz波[12]

对于低频单周期的THz波，通常会使用LiNbO3和LiTaO3晶体等具有高非线性系数的晶体.然而在这类材料中，由于THz波的相速度小于驱动激光的群速度，共线相位匹配的方式将导致辐射形成类似切伦科夫辐射锥的空间分布，限制了晶体中驱动激光-THz波的能量转换效率.2002年，....

图2激光差频产生强场THz波装置[26]

红外激光差频产生强场THz波是光学参量放大、差频等激光技术在THz波段的新应用，其优点在于输出脉冲的频率较高，同等能量下具有更短的脉宽和更强的聚焦能力，峰值场强也更高.差频技术的另一个优点是频率可大范围调谐，但是，GaSe等无机材料支持的频率集中在10THz以上，难以获得更低....

图3少周期激光驱动空气成丝产生波形和偏振可控的THz波[30]

基于气体等离子体的THz辐射源是一种宽带短脉冲THz光源.1993年，加州大学伯克利分校HAMSTERH等首次实验证实超快激光与气体等离子体相互作用能产生THz波[27].此后，科研人员对超快激光驱动气体“成丝”产生THz波展开了一系列的研究.所谓“成丝”是指超快激光在介质中传....

图20THz波和光波对气态小分子的定向[103]

强场THz波可以激发各物态分子不同的动力学过程.对于气体分子，由于极性特征，单周期的强场THz波可以激发其分子转动和取向.图20展示了THz波和光波对分子的定向/取向过程[103].这一过程对气体高次谐波的产生、光电子角分布测量、超快X射线衍射和分子强场电离等研究具有重要意义.对....

本文编号：3985683