3毫焦强太赫兹脉冲生成

中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在产生强太赫兹脉冲的研究方面取得了新的进展。它利用焦耳量级的激光能量实现高转换效率，产生3毫焦耳的强太赫兹脉冲，并在纳米曲率探针尖端获得超强太赫兹电场，为材料状态的太赫兹操控和其他应用提供了新的可能性。相关的研究结果最近发表在《光学快报》上。

强太赫兹能量和场强在材料调控、生物医学等领域具有重要的应用前景。以前，世界上最高的太赫兹能量和场强都来自激光与等离子体相互作用的渡越辐射或鞘层电子加速过程。然而，由于低能量转换效率(小于0.1%)和漫射辐射分布，由该方法产生的强太赫兹辐射通常需要极高的激光能量，并且难以收集和利用。

据报道，该研究团队在提出全光驱动微波荡器机制并于2017年实现*电子太赫兹光辐射的重大成果后，进一步利用重复拍瓦激光器和金属线分裂的700毫焦耳能量的飞秒激光的作用，成功驱动产生了3毫焦耳太赫兹脉冲，这是亚焦耳激光能量驱动下产生的最强太赫兹脉冲。同时，由于金属线是良好的太赫兹波导，将该机制应用于纳米曲率的探针，在曲率为500纳米的针尖的近场中获得了90千兆伏/米径向极化的超强太赫兹电场，针尖曲率的减小将进一步增强场强。

因为太赫兹振荡频率对应于许多分子的特征能级和物质的低激发态(例如晶格振荡、载流子碰撞等)。)，超强太赫兹电场为探索这类物理过程提供了新的途径，其径向极化特性也可用于太赫兹电子加速的研究。

相关论文信息:https://doi.org/10.1364/OE.390764