太赫茲波是指頻率處于0.1THz（1012Hz）到10THz之間的電磁波。這個波段處于電子學(xué)和光子學(xué)傳統(tǒng)波段的“空隙”區(qū)，因而缺乏有效的產(chǎn)生和探測方法。但是，太赫茲波有著非常廣泛的用途，例如：許多生物大分子的骨架振動、晶體中晶格的低頻振動等均處于太赫茲波段，因此太赫茲成像等方法在對這些領(lǐng)域的研究起著不可替代的作用；人體自身也會產(chǎn)生太赫茲波，并且可以穿透衣物，因而太赫茲成像技術(shù)可以用于安全檢查。目前，太赫茲波的產(chǎn)生、探測和應(yīng)用得到了廣泛關(guān)注。 qRFN@ID$  
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在強太赫茲波產(chǎn)生方面，“雙色激光”方案因為高的效率而被人們強烈的關(guān)注和持續(xù)的研究。它把基頻激光和其倍頻光混合后聚焦在氣體中，通過離化電流可以產(chǎn)生近1GV/m的太赫茲波。中國科學(xué)院物理研究所／北京凝聚態(tài)物理國家實驗室(籌)光物理重點實驗室李玉同研究組的王偉民副研究員和上海交通大學(xué)盛政明教授等人對該方案進行了長期理論研究，取得了多項成果。比如2008年提出了一個對其物理機制進行了完整描述理論模型，以及進一步提高太赫茲波產(chǎn)生效率的方案[Opt. Express 16, 16999]；2011年首次提出利用中紅外激光大幅提高太赫茲波強度的方案[Opt. Lett. 36, 2608]，并被后來的實驗證實。 7-
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上述雙色激光方案通常只能產(chǎn)生線偏振、單周期、寬頻譜的太赫茲波。為了拓寬該方案的應(yīng)用范圍，需要找到能夠?qū)ζ淦�振、頻譜等進行調(diào)控的有效手段。為此，王偉民、盛政明、李玉同以及德國Juelich超算中心的Paul Gibbon教授合作，提出了一種利用強磁場對其進行調(diào)控的全新方案，即在原有方案的基礎(chǔ)上，施加一個沿著激光傳播方向的靜磁場。加入該磁場后，產(chǎn)生的太赫茲波由線偏振變成了圓偏振，圓偏振波的旋轉(zhuǎn)方向可以由外加磁場符號來控制；波形由單周期結(jié)構(gòu)（寬譜）變成多周期結(jié)構(gòu)（窄譜）；太赫茲波頻率可由磁場強度線性控制；太赫茲波強度可由磁場強度和氣體密度共同控制。他們利用二維和三維粒子模擬完全再現(xiàn)了上述方案，并提出了一個完備的理論模型。這為以全光學(xué)的方式產(chǎn)生一種偏振、頻率、波形和場強均可調(diào)諧的新型太赫茲波源提供了新思路。該研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在Phys. Rev. Lett. 114, 253901 (2015)。 2Ar<(v$  
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本項研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點項目、科技部973項目、教育部IFSA協(xié)同創(chuàng)新中心和中國科學(xué)院的支持。 YJy*OS_&  
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