波長連續可調的強場太赫茲（THz）輻射，在前沿科學研究和技術領域具有應用價值。目前，國際上強場太赫茲輻射產生集中在0.1THz至5THz低頻范圍內，如何在5THz至30THz頻段實現連續可調且具高強度輸出的太赫茲輻射，是領域亟待解決的技術難題。
此前，為破解5THz至30THz波長連續可調強場太赫茲產生的難題，中國科學院上海高等研究院研究團隊發展了基于拍頻激光操控電子束、利用束流集體效應增強微聚束，進而產生大范圍連續可調強場太赫茲自由電子激光的新方案。同時，團隊自主研制出雙周期可切換的高場強電磁扭擺器，為后續實驗驗證提供了理論支撐與技術保障。
近期，依托我國光子大科學設施——上海軟X射線自由電子激光裝置，團隊驗證了上述方案的可行性，并實現了7THz至30THz（波長約10微米至40微米）連續可調的國際峰值亮度最高的太赫茲輻射。該源的單脈沖能量達400微焦，光譜帶寬為7.7%到14.7%，能量抖動低于10%，脈沖長度可在300飛秒至3皮秒之間靈活調節，最高重復頻率達50Hz。若進一步結合超導連續波加速器技術，其重復頻率有望提升至MHz量級。
這一成果拓展了強場太赫茲輻射的性能邊界，為前沿科學研究和關鍵產業應用奠定了基礎。
相關研究成果在線發表在《自然-光子學》（Nature Photonics）上。研究工作得到國家自然科學基金和中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊計劃等的支持。
可調強場太赫茲自由電子激光研究獲進展
強場THz輻射產生原理和布局圖
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