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印度研究人员利用液体制备出太赫兹辐射源

发 布:2017-11-6 17:23:35查 看:64

 印度塔塔基础研究所(TIFR)的科学家取得一个重大突破,即研制出电磁波谱的太赫兹(THz)波段的高功率辐射源。这项研究是印度与希腊、法国的研究人员合作完成,研究结果将于2017年10月30日发表在“自然通讯”杂志上。

 
寻找新的更亮的辐射源是科学技术的不断追求。虽然在整个电磁谱中有许多辐射源,但太赫兹波段(介于红外/可见光和微波之间)这一直是一个挑战,只有在过去的二十年中,太赫兹辐射源才开始实现可用。通常,大功率太赫兹辐射源可以从诸如自由电子激光器等大型复杂机器中获得。通过可见/红外飞秒激光脉冲激发半导体天线和特殊晶体而产生的致密辐射源能量输出非常有限,通常在纳焦(焦耳的十亿分之一)或更低的水平,这对许多应用是无效的。然而,大功率飞秒激光器在特殊条件下激发的太赫兹发射是在空气中形成的等离子体的千倍(微焦耳)。
 
长期以来,这一领域的研究人员认为,液体不能发出显着的太赫兹辐射,因为它们会有效地吸收其所产生的所有辐射。然而,这是TIFR研究人员取得成功的地方。在他们的实验中,研究人员用中等能量的飞秒激光脉冲照射常用的实验室液体,如甲醇、丙酮、二氯乙烷、二硫化碳甚至水,使液体离子化并形成称为“长丝”的等离子体长通道。令人高兴的是,研究人员测得的能量高达50微焦,比大多数现有光源发射的能量高出数千倍,是从空气产生的能量的10-20倍。研究表明,实验条件比空气所需的条件更简单。根据其理论合作者—电子结构与激光研究所、希腊研究与技术基金会、巴黎高等理工学院使用的模型,研究人员提出了促进大辐射能量产出(尽管有害吸收)的机制。该模型的本质是飞秒激光脉冲引起液体中的二次发射,然后将其与入射的激光脉冲相结合以产生了太赫兹辐射。
 
TIFR研究人员对其液体辐射源的应用十分看好,这是当前最亮的紧凑型桌面辐射源光源,预计可用于太赫兹成像、材料分析、爆炸物检测和太赫兹非线性光学等许多应用。这个新辐射源肯定会增加太赫兹辐射设备数量。
关键字:嘉兆科技、测试测量
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