SPIE 太赫兹光谱探针在水中光激发等离子体
信用:谭等
，doi 10
1117/1
美国联合通讯社(Associated Press)
三
一个
015002 水的光电离包括电子的迁移和溶剂化，以及许多瞬时的和高度活性的中间体
这一过程导致吸收光谱发生大的蓝移，从太赫兹或千兆赫区域到可见光范围
虽然低密度准自由电子在小泵浦功率密度下的行为已被广泛研究，但我们对液态水中光激发等离子体的瞬态演化仍知之甚少
一个国际研究小组最近在《高级光子学》上发表的一项研究中提供了有价值的见解
首都师范大学物理学教授、该项研究的资深作者之一张亮亮认为，液态水中超快亚皮秒尺度等离子体演化的物理机制被认为是气体等离子体理论的延伸
但是在液态水中激光诱导等离子体伴随着比在气体中更复杂和更强的非线性效应，因为水具有更高的非线性系数、更低的激发阈值和更高的电子密度
这些差异预示着开启新技术和应用的可能性，鼓励研究人员探索液态水中光激发等离子体的潜在物理机制
水溶剂电子？ 张的团队使用1650纳米飞秒激光脉冲在稳定的自由流动的水膜中诱导等离子体
他们聚焦这些强太赫兹脉冲，在亚皮秒尺度上探测水中激光诱导等离子体准自由电子的时间演化
证明了在时域特征中具有独特的两步衰减特性的太赫兹波吸收，表明了电子在水中溶剂化的重要性
(一)实验系统示意图
(b)在没有光泵(黑线)和由形成的等离子体引起的最大吸收(红线)下的液态水中的太赫兹时域波形
泵浦能量为90μJ/脉冲的水中等离子体吸收太赫兹波的瞬态演化曲线
黑点表示具有不同泵浦脉冲能量的峰值准自由电子密度
橙色点表示平衡状态下溶剂化率和泵脉冲能量之间的关系
信用:谭等
，doi 10
1117/1
美国联合通讯社(Associated Press)
三
一个
015002 利用Drude模型结合多级中间模型和盒中粒子模型，研究人员模拟和分析了准自由电子，获得了频域吸收特性和溶剂化率等关键信息
值得注意的是，随着准自由电子密度的增加，与束缚态相关的陷阱似乎饱和了，导致大量的准自由电子不能完全溶剂化
张认为:“这项工作对水中电荷输运过程的基本方面提供了见解，并为进一步理解飞秒激光脉冲激发的等离子体在水中的物理化学性质和瞬态演化奠定了基础
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