太赫兹波-为什么液体更喜欢长光脉冲

时间:2020-05-04 21:02 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

太赫兹波-为什么液体更喜欢长光脉冲

当具有足够强度的激光脉冲聚焦到目标材料上,通过激光-物质相互作用的非线性过程产生电子和离子时,激光在物质-气体、团簇、液体和固体中的电离作用就发生了。光致电离是产生瞬态电流和电磁辐射的一种有效方法,覆盖了从微波到x射线的光谱。

在太赫兹(THz)频率范围内,激光诱导的空气等离子体已成为研究实验室中最受欢迎的太赫兹源之一。从液态水中产生THZ——长期以来被认为是不可能的——已经被成功地证明了,特别成功的是激光脉冲重复瞄准流动的液体,因此前一个脉冲引起的混乱不会影响下一个。

罗彻斯特大学光学研究所张锡成教授的团队在液态水产生太赫兹波方面进行了前沿研究。他们发现,由电离液体产生的THz波涉及的光电离过程与空气或其他气体的光电离过程有很大的不同。他们在最近发表在《高等光子学》上的一篇文章中详细讨论了这些差异。

张的团队观察到,在气体中,最短的脉冲总是产生最强的THz场,但在液体中,较长的脉冲持续时间提供了更强的THz发射。通过计算电子密度,他们发现脉冲持续时间越长,在液体中产生的电子越多。根据他们的观察,这种现象是由电子碰撞引起的,电子碰撞在电离过程中起着重要的作用。对于气体,电子的寿命总是比脉冲的持续时间长,所以碰撞效应通常不被考虑。

阐明了光脉冲宽度对激光诱导电离产生太赫兹波的影响,推动了液态水太赫兹源的开发,具有丰富的应用潜力和发展机遇。

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