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上海交通大學(xué)利用雙色激光場激發(fā)可控太赫茲輻射

星之球科技 來源:中國科技網(wǎng)2017-12-19 我要評論(0 )   

太赫茲(THz)波是介于中紅外和微波之間的、目前尚未被廣泛開發(fā)的電磁波頻段,它在遙感成像、時域光譜、非線性科學(xué)以及高能激光

 太赫茲(THz)波是介于中紅外和微波之間的、目前尚未被廣泛開發(fā)的電磁波頻段,它在遙感成像、時域光譜、非線性科學(xué)以及高能激光與物質(zhì)相互作用診斷等方面有著巨大的應(yīng)用價值。

如何有效地產(chǎn)生太赫茲輻射是太赫茲科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域首要關(guān)注的問題。以往的研究發(fā)現(xiàn),在空氣中傳輸?shù)募す?,?dāng)其光強(qiáng)達(dá)到一定閾值時,會電離空氣中的氮氣和氧氣等分子,形成等離子體,這種等離子體能夠很好地實現(xiàn)寬帶太赫茲輻射源。
 
近幾年,利用雙色激光場在空氣中激發(fā)等離子體絲產(chǎn)生強(qiáng)太赫茲輻射的方法以其具有的較高的效率,受到了廣泛關(guān)注。這一方法產(chǎn)生強(qiáng)太赫茲輻射的微觀物理機(jī)制目前主要由離化電流模型和非線性四波混頻模型描述。之前的大量研究表明,此種太赫茲輻射源是一種單周期的寬帶脈沖。如能實現(xiàn)對這種輻射脈沖各參數(shù)(包括輻射角分布、載波包絡(luò)相位、脈沖能量等)的精密操控,便能夠充分拓展其應(yīng)用空間,發(fā)揮其應(yīng)用價值。
 
最近,上海交通大學(xué)盛政明、陳燕萍課題組利用飛秒激光裝置,通過對雙色激光場在空氣中激發(fā)的等離子體光絲長度以及泵浦雙色激光的相對相位差的調(diào)控,成功實現(xiàn)了對輻射的單周期太赫茲脈沖的載波包絡(luò)相位、空間分布以及峰值強(qiáng)度等參數(shù)的有效調(diào)控。
該研究組還提出了“線性偶極陣列”的宏觀模型。在這一理論模型中,長光絲中各個部分均被視為獨立的太赫茲輻射點源,遠(yuǎn)場探測到的太赫茲信號是這些點源陣列輻射的相干疊加,這是解釋長光絲下太赫茲輻射產(chǎn)生的關(guān)鍵。該模型的預(yù)測與實驗觀測結(jié)果相一致,為理解可控太赫茲輻射的產(chǎn)生提供了理論借鑒。

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