我國(guó)首臺(tái)高平均功率太赫茲自由電子激光飽和出光

  由我國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)高平均功率太赫茲自由電子激光裝置，日前在四川成都首次飽和出光。經(jīng)第三方檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)真實(shí)可靠且裝置運(yùn)行穩(wěn)定。我國(guó)太赫茲源從此正式進(jìn)入自由電子激光時(shí)代。

  8月29日，由中國(guó)工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所牽頭的高平均功率太赫茲自由電子激光裝置（CTFEL）首次飽和出光，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。9月20日，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家組現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和中國(guó)兵器工業(yè)第205研究所第三方檢測(cè)，CTFEL裝置太赫茲頻率在1.99THz、2.41THz和2.92THz三個(gè)頻率點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，平均功率均大于10W，最高達(dá)到17.9W﹔微脈沖峰值功率均大于0.5MW，最高達(dá)到0.84MW。通過(guò)調(diào)節(jié)電子束能量和磁場(chǎng)強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)輸出激光頻率連續(xù)可調(diào)。

  太赫茲（THz）輻射通常指頻率在0.1THz—10THz區(qū)間的電磁輻射，波段位于微波和紅外光之間，是人類(lèi)尚未完全認(rèn)識(shí)并很好加以利用的最后一個(gè)波（光）譜區(qū)間。物質(zhì)的太赫茲光譜（包括發(fā)射、反射和透射）包含有豐富的物理和化學(xué)信息，研究有關(guān)物質(zhì)在這一波段的光譜響應(yīng)，探索其結(jié)構(gòu)性質(zhì)及其所揭示的新的物理內(nèi)容已成為一個(gè)新的研究方向。自由電子激光（FEL）由于具有頻率連續(xù)可調(diào)、功率大、線寬窄、方向性好、偏振強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得在同一臺(tái)裝置上實(shí)現(xiàn)太赫茲波段全覆蓋的大功率理想太赫茲源成為了可能，故自由電子激光是目前該波段最有前途的高功率可調(diào)諧相干光源。

  CTFEL裝置是依托科技部支持的國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)“相干強(qiáng)太赫茲源科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目，于2011年立項(xiàng)啟動(dòng)。作為一種新型相干強(qiáng)太赫茲光源，CTFEL裝置在材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用前景。