中國(guó)科大在高功率太赫茲表面波研究方面取得重要進(jìn)展

近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院胡廣月團(tuán)隊(duì)在高功率太赫茲表面波研究方面取得重要進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)利用飛秒激光聚焦作用金屬絲波導(dǎo)，通過(guò)電子發(fā)射過(guò)程產(chǎn)生10兆瓦功率的太赫茲表面波，激發(fā)效率達(dá)到2.4%的目前報(bào)道的最高水平，研究成果以“Efficiently Laser Driven Terahertz Surface Plasmon Polaritons on Long Metal Wire”為題，7月24日在線發(fā)表于物理學(xué)知名學(xué)術(shù)期刊《Physical Review X》。 &mtt,]6C_  
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太赫茲輻射在材料科學(xué)、生物傳感和下一代通訊等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，但高功率太赫茲輻射傳統(tǒng)主要依靠加速器或相對(duì)論激光等大科學(xué)裝置產(chǎn)生，這限制了應(yīng)用的便捷性。同時(shí)，高功率太赫茲輻射的高效激發(fā)和導(dǎo)引傳輸仍面臨很大挑戰(zhàn)。 }d;2[fR)  
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研究團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)演示了一種新的方法，利用緊湊的亞相對(duì)論飛秒激光聚焦于約1米長(zhǎng)的金屬絲太赫茲波導(dǎo)上，產(chǎn)生了峰值功率達(dá)到10兆瓦的單周期太赫茲表面波。與業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)為的觀點(diǎn)不同，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種太赫茲輻射是由激光驅(qū)動(dòng)的電子發(fā)射時(shí)的相干渡越輻射引起的，貢獻(xiàn)最大的不是速度最快的相對(duì)論電子，而是較慢的亞相對(duì)論電子。這些亞相對(duì)論電子在將激光能量轉(zhuǎn)化為太赫茲輻射方面更有效。通過(guò)這種方法，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)2.4%的能量轉(zhuǎn)換效率，這是激光驅(qū)動(dòng)太赫茲源目前報(bào)道的最高效率。 i;{lY1  
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這種方法使用普及度較高的激光技術(shù)，無(wú)需依賴大型科學(xué)設(shè)施，為高功率太赫茲輻射源的實(shí)際應(yīng)用提供了一種可行的解決方案。這種緊湊型技術(shù)可用于醫(yī)學(xué)診斷中的內(nèi)窺鏡太赫茲成像、基于波導(dǎo)的粒子加速器、非線性太赫茲光譜學(xué)以及集成太赫茲技術(shù)等。 AmIW
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