介紹了基于超快激光的強場太赫茲波產(chǎn)生技術(shù)、探測技術(shù)及其在物質(zhì)調(diào)控研究中的應(yīng)用.強場太赫茲波的產(chǎn)生機制主要包括:晶體非線性效應(yīng)、激光等離子體相互作用、太赫茲自由電子激光等.太赫茲波的探測技術(shù)包括:電光采樣探測、空氣偏壓相干探測和單發(fā)探測等.最后介紹了強場太赫茲光源在物質(zhì)調(diào)控研究中的應(yīng)用,特別指出將強場太赫茲光源與第四代X射線光源相結(jié)合,在物性表征和調(diào)控方面具有廣闊的應(yīng)用前景.

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【部分圖文】：

圖1基于波前傾斜技術(shù)在LiNbO3晶體中產(chǎn)生強場THz波[12]

對于低頻單周期的THz波，通常會使用LiNbO3和LiTaO3晶體等具有高非線性系數(shù)的晶體.然而在這類材料中，由于THz波的相速度小于驅(qū)動激光的群速度，共線相位匹配的方式將導(dǎo)致輻射形成類似切倫科夫輻射錐的空間分布，限制了晶體中驅(qū)動激光-THz波的能量轉(zhuǎn)換效率.2002年，....

圖2激光差頻產(chǎn)生強場THz波裝置[26]

紅外激光差頻產(chǎn)生強場THz波是光學(xué)參量放大、差頻等激光技術(shù)在THz波段的新應(yīng)用，其優(yōu)點在于輸出脈沖的頻率較高，同等能量下具有更短的脈寬和更強的聚焦能力，峰值場強也更高.差頻技術(shù)的另一個優(yōu)點是頻率可大范圍調(diào)諧，但是，GaSe等無機材料支持的頻率集中在10THz以上，難以獲得更低....

圖3少周期激光驅(qū)動空氣成絲產(chǎn)生波形和偏振可控的THz波[30]

基于氣體等離子體的THz輻射源是一種寬帶短脈沖THz光源.1993年，加州大學(xué)伯克利分校HAMSTERH等首次實驗證實超快激光與氣體等離子體相互作用能產(chǎn)生THz波[27].此后，科研人員對超快激光驅(qū)動氣體“成絲”產(chǎn)生THz波展開了一系列的研究.所謂“成絲”是指超快激光在介質(zhì)中傳....

圖20THz波和光波對氣態(tài)小分子的定向[103]

強場THz波可以激發(fā)各物態(tài)分子不同的動力學(xué)過程.對于氣體分子，由于極性特征，單周期的強場THz波可以激發(fā)其分子轉(zhuǎn)動和取向.圖20展示了THz波和光波對分子的定向/取向過程[103].這一過程對氣體高次諧波的產(chǎn)生、光電子角分布測量、超快X射線衍射和分子強場電離等研究具有重要意義.對....

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