物理所等利用强激光大幅提升太赫兹脉冲能量

作者:银河总站 发布时间:2021-03-09 16:52

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

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  太赫兹(THz)辐射位于中红外和微波辐射之间,由于其单光子能量低和谱“指纹性”等独特优势,在材料科学、生物医疗和国防安全等领域具有重要应用价值。然而大能量太赫兹辐射源的缺乏是限制太赫兹科学和应用发展的关键瓶颈问题之一。有多种电子学和光学的方法可以获得太赫兹辐射,但到目前为止,公开报道的太赫兹脉冲能量均小于毫焦。

  中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心光物理重点实验室L05组研究员李玉同和上海交通大学张杰、廖国前等人组成的研究团队,对强激光-固体靶相互作用产生太赫兹辐射的新途径进行了探索。在前期利用激光加速的高能电子激发太赫兹渡越辐射工作的基础上[Phys. Rev. Lett.116, 205003 (2016)],最近在与英国卢瑟福实验室教授David Neely等人进行的联合实验中,大幅提升了太赫兹脉冲能量。

  实验是在卢瑟福实验室的Vulcan激光装置进行的,实验方案由中方提出。利用皮秒超强激光装置,他们首先在固体薄膜靶中加速大量高能电子,之后,当电子从靶背面逃逸到真空时,通过渡越辐射,激发了高强度太赫兹辐射。实验表明,太赫兹脉冲能量高达50 mJ,这是迄今为止在实验室中获得的最高太赫兹能量。

  太赫兹已经在许多研究和技术领域获得应用,例如,用于机场安检的全身扫描仪。这种由高功率激光器驱动的强太赫兹光源为人们研究物质的非线性动力学等问题提供了机遇。

  相关研究结果近期发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。该研究工作得到国家自然科学基金委、中科院、科技部和牛顿基金的支持。

  太赫兹(THz)辐射位于中红外和微波辐射之间,由于其单光子能量低和谱“指纹性”等独特优势,在材料科学、生物医疗和国防安全等领域具有重要应用价值。然而大能量太赫兹辐射源的缺乏是限制太赫兹科学和应用发展的关键瓶颈问题之一。有多种电子学和光学的方法可以获得太赫兹辐射,但到目前为止,公开报道的太赫兹脉冲能量均小于毫焦。

  中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心光物理重点实验室L05组研究员李玉同和上海交通大学张杰、廖国前等人组成的研究团队,对强激光-固体靶相互作用产生太赫兹辐射的新途径进行了探索。在前期利用激光加速的高能电子激发太赫兹渡越辐射工作的基础上[Phys. Rev. Lett. 116, 205003 (2016)],最近在与英国卢瑟福实验室教授David Neely等人进行的联合实验中,大幅提升了太赫兹脉冲能量。

  实验是在卢瑟福实验室的Vulcan激光装置进行的,实验方案由中方提出。利用皮秒超强激光装置,他们首先在固体薄膜靶中加速大量高能电子,之后,当电子从靶背面逃逸到真空时,通过渡越辐射,激发了高强度太赫兹辐射。实验表明,太赫兹脉冲能量高达50 mJ,这是迄今为止在实验室中获得的最高太赫兹能量。

  太赫兹已经在许多研究和技术领域获得应用,例如,用于机场安检的全身扫描仪。这种由高功率激光器驱动的强太赫兹光源为人们研究物质的非线性动力学等问题提供了机遇。

  相关研究结果近期发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。该研究工作得到国家自然科学基金委、中科院、科技部和牛顿基金的支持。


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