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來自渥太華大學(xué)和加拿大國家研究委員會(huì)的一組研究人員共同開發(fā)了一種使用激光脈沖產(chǎn)生快速強(qiáng)磁場(chǎng)的新方法。在《Physical Review Letters》上發(fā)表的論文中，研究人員描述了他們的新技術(shù)及其使用方式。

在過去的幾年中，磁場(chǎng)在包括醫(yī)學(xué)在內(nèi)的許多研究領(lǐng)域中變得越來越重要。但是，快速產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)的方法一直滯后。在這項(xiàng)新的努力中，研究人員找到了一種方法來解決之前產(chǎn)生的問題。

這項(xiàng)新的工作建立在使用激光來加快該過程的研究基礎(chǔ)上，這些實(shí)驗(yàn)通常用于將等離子體中的電子推向一個(gè)環(huán)路，但是這種設(shè)備需要非常強(qiáng)大的激光，這些激光只能在少數(shù)幾個(gè)研究地點(diǎn)使用。另外，在之前使用激光器的過程中，研究人員將其激光器配置為氣體中的光學(xué)渦旋。研究人員通過這項(xiàng)新的努力提出了方位矢量激光束。在這樣的系統(tǒng)中，電場(chǎng)線應(yīng)采取圍繞中心束軸的圓形。該系統(tǒng)在該區(qū)域的環(huán)形部分中強(qiáng)度最高。這應(yīng)該允許在環(huán)周圍發(fā)送電子，從而在電子束方向上產(chǎn)生磁場(chǎng)。研究人員的想法還引入了第二個(gè)激光器，其頻率調(diào)諧為第一束激光的兩倍。這改變了過程的時(shí)間，使電場(chǎng)在其峰值處移動(dòng)。

仿真結(jié)果表明，如果使用11.3焦耳的主激光脈沖，并添加1.9微焦耳的倍頻脈沖作為第二個(gè)激光器，則該系統(tǒng)將能夠在50飛秒內(nèi)打開8特斯拉場(chǎng)。研究人員指出，這種設(shè)置可以在典型的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用，盡管他們可能會(huì)破壞正在研究的磁性樣品。他們認(rèn)為，可以通過將樣本移到遠(yuǎn)離磁場(chǎng)的位置來減少這些問題。他們進(jìn)一步建議，根據(jù)他們的想法建造的設(shè)備可以用于需要快速開關(guān)的光電設(shè)備。

論文標(biāo)題為《 Tesla-Scale Terahertz Magnetic Impulses》。