激光驅(qū)動(dòng)強(qiáng)場(chǎng)太赫茲源匯總

圖1，強(qiáng)場(chǎng)太赫茲激光驅(qū)動(dòng)技術(shù)匯總

     THz 輻射，包括連續(xù)波太赫茲和脈沖模式太赫茲，已被用于對(duì)復(fù)雜材料中的基本過程進(jìn)行表征和深入了解。這些研究大多使用了相對(duì)較弱的THz場(chǎng)，因此探測(cè)的是材料的線性響應(yīng)，而沒有引發(fā)顯著的材料改性。然而，最近通過激發(fā)材料的非線性 THz 響應(yīng)，THz 科學(xué)領(lǐng)域開辟了全新的途徑。強(qiáng) THz 場(chǎng)可以主動(dòng)驅(qū)動(dòng)材料達(dá)到較大的幅度，從而可能產(chǎn)生新型物質(zhì)狀態(tài)。例如，模擬表明，強(qiáng) THz 短脈沖激發(fā)物質(zhì)可能導(dǎo)致電性或磁性有序區(qū)域的重大改性，并使自由離子的加速達(dá)到約 1 MeV，后續(xù)加速到 50-100 MeV 的能量。最近取得了一些顯著的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如磁序切換、光學(xué)聲子參數(shù)放大、對(duì)自旋-晶格耦合的  新見解，以及在 THz 線性加速器中自由電子的加速。

      這些進(jìn)展得益于激光驅(qū)動(dòng)的臺(tái)式 THz 源的開發(fā)，這些源常規(guī)提供的脈沖能量和峰值電磁場(chǎng)強(qiáng)度，覆蓋整個(gè) THz 頻譜范圍。不同的激光基礎(chǔ) THz 脈沖生成技術(shù)可用于訪問從 0.1 到 10 THz 的頻譜范圍。近期開發(fā)的一些技術(shù)甚至能產(chǎn)生更大帶寬或調(diào)諧范圍，達(dá)到 100 THz 及以上，從而擴(kuò)展了所謂的 THz 頻譜范圍。圖1匯總展示了各種激光驅(qū)動(dòng)技術(shù)，包括各種能產(chǎn)生強(qiáng)場(chǎng)太赫茲的太赫茲晶體的近似頻譜覆蓋范圍、最高脈沖能量和峰值電場(chǎng)強(qiáng)度。

圖2，太赫茲晶體

文章引用于: József András Fül?p, Stelios Tzortzakis, Tobias Kampfrath. Laser-Driven Strong-Field Terahertz Sources[J]. Advanced Science News, 2020(190681).

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