来源：optics.org; 电子科技大学红外毫米波与太赫兹研究院 刘洋 编译

液体中的太赫兹辐射。图片来源：圣光机大学

    来自俄罗斯圣彼得堡国立信息技术机械与光学大学（圣光机大学）和美国罗切斯特大学所组成的一个研究团队对液体中太赫兹辐射的形成进行了研究。过去，由于高吸收，在液体介质中产生这种辐射被认为是不可能的。然而，在他们的新研究中，科学家们描述了这种现象的物理本质，并证明了液体辐射源可以和传统辐射源一样有效。这项研究结果发表在《应用物理快报》（Applied Physics Letters）上。

    太赫兹电磁辐射可以轻易地穿透除金属和水以外的大多数材料。今天，它被广泛用于检测非法毒品和武器的安全系统，以及用于生物医学研究。大多数涉及太赫兹辐射的现代研究集中于寻找新的、更稳定、更强大和更有效的辐射源。

    最常见的太赫兹辐射源是固体材料。此外，还有基于飞秒激光在空气和气体中的丝束的辐射源。在这种情况下，强激光束通过电离气体介质产生等离子体，从而使自由电子产生电磁太赫兹辐射。尽管由于高吸收，在液体介质中做同样的事情直到现在一直被认为是不可能的，但是圣光机大学和罗切斯特大学的一个国际研究小组却展示了相反的结果。他们的新研究显示，事实上，液体比其他来源如气体有许多优点。

    “直到我们的同事张希成教授在能够检测到液体中的太赫兹辐射之前，人们认为这是不可能的。但是我们证明，在效率方面，液体源可以接近固态源，这被认为是标准。此外，液体比晶体更容易获得。它们还能够承受高的泵送能量，这使得可以获得更好的输出。”圣光机大学飞秒光学与飞秒技术实验室主任安东•西普金解释道。

    通常，辐射是由于光丝效应中自由激发电子的释放而产生的。电子被激发或电离的越多，输出的太赫兹辐射就越强。一个分子的激发电子数取决于激发或“泵浦”介质所消耗的能量。气体和液体中所需的“泵送”能量之间的差异很小。同时，液体中的分子密度比气体中的分子密度高得多，因此，相比较的泵浦能量使得能够激发更多的电子并使辐射更强。

    科学家们研究了液体中太赫兹辐射的方向。在两所大学进行平行实验，以消除误差。然后，科学家们验证独立获得的结果，并共同研究一个理论模型来解释它们。结果，他们设法绘制并物理性地证实了液体中太赫兹辐射的辐射图案及其对液体与泵辐射碰撞角度的依赖性。据研究人员所述，这些结果将用于今后的工作。

    圣光机大学国际光子学和光学信息学联合主任和罗切斯特大学研究员张希成说：“流体的一个显著缺陷是它的高的吸收。我们计划通过优化流体类型、喷射形状、泵功率和许多其他参数来解决这个问题。我们希望通过实验找到不同液体中产生辐射的最佳参数，并基于这些数据建立一个理论模型。它可以用来制造一个原型装置，使我们能够从液体中产生不同类型的太赫兹辐射。”