印度塔塔基礎(chǔ)研究所（TIFR）的科學(xué)家取得一個(gè)重大突破，即研制出電磁波譜的太赫茲（THz）波段的高功率輻射源。這項(xiàng)研究是印度與希臘、法國(guó)的研究人員合作完成，研究結(jié)果將于2017年10月30日發(fā)表在“自然通訊”雜志上。

尋找新的更亮的輻射源是科學(xué)技術(shù)的不斷追求。雖然在整個(gè)電磁譜中有許多輻射源，但太赫茲波段（介于紅外/可見光和微波之間）這一直是一個(gè)挑戰(zhàn)，只有在過去的二十年中，太赫茲輻射源才開始實(shí)現(xiàn)可用。通常，大功率太赫茲輻射源可以從諸如自由電子激光器等大型復(fù)雜機(jī)器中獲得。通過可見/紅外飛秒激光脈沖激發(fā)半導(dǎo)體天線和特殊晶體而產(chǎn)生的致密輻射源能量輸出非常有限，通常在納焦（焦耳的十億分之一）或更低的水平，這對(duì)許多應(yīng)用是無效的。然而，大功率飛秒激光器在特殊條件下激發(fā)的太赫茲發(fā)射是在空氣中形成的等離子體的千倍（微焦耳）。

長(zhǎng)期以來，這一領(lǐng)域的研究人員認(rèn)為，液體不能發(fā)出顯著的太赫茲輻射，因?yàn)樗鼈儠?huì)有效地吸收其所產(chǎn)生的所有輻射。然而，這是TIFR研究人員取得成功的地方。在他們的實(shí)驗(yàn)中，研究人員用中等能量的飛秒激光脈沖照射常用的實(shí)驗(yàn)室液體，如甲醇、丙酮、二氯乙烷、二硫化碳甚至水，使液體離子化并形成稱為“長(zhǎng)絲”的等離子體長(zhǎng)通道。令人高興的是，研究人員測(cè)得的能量高達(dá)50微焦，比大多數(shù)現(xiàn)有光源發(fā)射的能量高出數(shù)千倍，是從空氣產(chǎn)生的能量的10-20倍。研究表明，實(shí)驗(yàn)條件比空氣所需的條件更簡(jiǎn)單。根據(jù)其理論合作者—電子結(jié)構(gòu)與激光研究所、希臘研究與技術(shù)基金會(huì)、巴黎高等理工學(xué)院使用的模型，研究人員提出了促進(jìn)大輻射能量產(chǎn)出（盡管有害吸收）的機(jī)制。該模型的本質(zhì)是飛秒激光脈沖引起液體中的二次發(fā)射，然后將其與入射的激光脈沖相結(jié)合以產(chǎn)生了太赫茲輻射。

TIFR研究人員對(duì)其液體輻射源的應(yīng)用十分看好，這是當(dāng)前最亮的緊湊型桌面輻射源光源，預(yù)計(jì)可用于太赫茲成像、材料分析、爆炸物檢測(cè)和太赫茲非線性光學(xué)等許多應(yīng)用。這個(gè)新輻射源肯定會(huì)增加太赫茲輻射設(shè)備數(shù)量。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所  張慧）