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仓桥未来制造太赫兹波:为什么液体喜欢长光脉冲

物理学 2021-12-25 23:59:22

SPIE 发表在《高级光子学》上的原创文章

信用:SPIE 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,就会发生物质(气体、团簇、液体和固体)中的激光诱导电离

光电离是产生瞬时电流和电磁辐射的一种有效方法,辐射范围从微波到x光

在太赫兹频率范围内,激光诱导空气等离子体已经成为研究实验室中最受欢迎的太赫兹源之一

长期以来被认为不可能的液态水产生THZ的现象已经得到了成功的证明,特别是针对流动液体的激光脉冲重复取得了成功,因此前一个脉冲造成的混乱不会影响下一个脉冲

罗彻斯特大学光学研究所的Xi-张成教授的团队对液态水产生太赫兹波进行了前沿研究

他们发现电离液体产生的太赫兹波涉及光电离过程,与空气或其他气体的光电离过程有很大不同

他们在《高级光子学》最近发表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太赫兹场,但是在液体中,更长的脉冲持续时间提供更强的太赫兹辐射

通过计算电子密度,他们发现较长的脉冲持续时间会在液体中产生更多的电子

根据他们的观察,这种现象是由电子碰撞引起的,电子在电离过程中起着重要作用

对于气体,电子的寿命总是比脉冲持续时间长,所以一般不考虑碰撞效应

阐明了光脉冲持续时间对太赫兹波产生过程中激光诱导电离的影响,推动了液态水太赫兹源的发展,具有丰富的潜在应用和机遇

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