太赫茲（THz）波是介于中紅外和微波之間的、目前尚未被廣泛開發的電磁波頻段，它在遙感成像、時域光譜、非線性科學以及高能激光與物質相互作用診斷等方面有著巨大的應用價值。
如何有效地產生太赫茲輻射是太赫茲科學技術領域首要關注的問題。以往的研究發現，在空氣中傳輸的激光，當其光強達到一定閾值時，會電離空氣中的氮氣和氧氣等分子，形成等離子體，這種等離子體能夠很好地實現寬帶太赫茲輻射源。
近幾年，利用雙色激光場在空氣中激發等離子體絲產生強太赫茲輻射的方法以其具有的較高的效率，受到了廣泛關注。這一方法產生強太赫茲輻射的微觀物理機制目前主要由離化電流模型和非線性四波混頻模型描述。之前的大量研究表明，此種太赫茲輻射源是一種單周期的寬帶脈沖。如能實現對這種輻射脈沖各參數(包括輻射角分布、載波包絡相位、脈沖能量等)的精密操控，便能夠充分拓展其應用空間，發揮其應用價值。
最近，上海交通大學盛政明、陳燕萍課題組利用飛秒激光裝置，通過對雙色激光場在空氣中激發的等離子體光絲長度以及泵浦雙色激光的相對相位差的調控，成功實現了對輻射的單周期太赫茲脈沖的載波包絡相位、空間分布以及峰值強度等參數的有效調控。
圖 雙色激光場在空氣中激發等離子體光絲輻射太赫茲波的物理圖像
該研究組還提出了“線性偶極陣列”的宏觀模型。在這一理論模型中，長光絲中各個部分均被視為獨立的太赫茲輻射點源，遠場探測到的太赫茲信號是這些點源陣列輻射的相干疊加，這是解釋長光絲下太赫茲輻射產生的關鍵。該模型的預測與實驗觀測結果相一致，為理解可控太赫茲輻射的產生提供了理論借鑒。
圖 激光等離子體光絲中“線性偶極陣列”輻射太赫茲波的物理圖像
相關研究成果于近期發表在Physical Review Letters [117, 243901 (2016)]上。
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