飞秒激光成丝过程中的太赫兹波超光速传输现象研究

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飞秒激光成丝过程中的太赫兹波超光速传输现象研究

刘伟伟, 赵佳宇, 张逸竹, 王志, 储蔚, 曾斌, 程亚

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刘伟伟, 赵佳宇, 张逸竹, 王志, 储蔚, 曾斌, 程亚. 飞秒激光成丝过程中的太赫兹波超光速传输现象研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(4): 402001-0402001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0402001

引用本文:

刘伟伟, 赵佳宇, 张逸竹, 王志, 储蔚, 曾斌, 程亚. 飞秒激光成丝过程中的太赫兹波超光速传输现象研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(4): 402001-0402001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0402001

Liu Weiwei, Zhao Jiayu, Zhang Yizhu, Wang Zhi, Chu Wei, Zeng Bin, Cheng Ya. Research on superluminal propagation of terahertz wave during femtosecond laser filamentation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4): 402001-0402001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0402001

Citation:

Liu Weiwei, Zhao Jiayu, Zhang Yizhu, Wang Zhi, Chu Wei, Zeng Bin, Cheng Ya. Research on superluminal propagation of terahertz wave during femtosecond laser filamentation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4): 402001-0402001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0402001

飞秒激光成丝过程中的太赫兹波超光速传输现象研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0402001

1.
南开大学现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室,天津 300071;
2.
中国科学院上海高等研究院,上海 201210;
3.
中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800

基金项目:

国家自然科学基金面上项目(11574160);国家重点基础研究发展规划项目(973计划)(2014CB339802);天津市应用基础与前沿技术研究计划(重点项目)(15JCZDJC31700)

作者简介:
刘伟伟(1976-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事超快激光脉冲在光学介质中的非线性传输的研究。Email:liuweiwei@nankai.edu.cn

中图分类号: O437

Research on superluminal propagation of terahertz wave during femtosecond laser filamentation

1.
Key Laboratory of Optical Information Science & Technology of the Ministry of Education,Institute of Modern Optics,Nankai University,Tianjin 300071,China;
2.
Shanghai Advanced Research Institute,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 201210,China;
3.
State Key Laboratory of High Field Laser Physics,Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 201800,China

摘要: 通过使用太赫兹(Terahertz,THz)时域光谱系统,探测从不同长度飞秒激光光丝辐射出的THz脉冲,观察到THz波在飞秒激光成丝过程中超光速传输的实验现象。进一步的分析表明:THz波在等离子体光丝区域的折射率小于其在空气中的折射率,这是使得THz波能够在成丝过程中超光速传输的主要原因。由此可以推测:THz脉冲极有可能是在等离子体光丝中进行导引传输的。最后,通过数值模拟获得了光丝区域内的THz本征模式,从而验证了上述推测。
- 飞秒激光 /
- 成丝 /
- 太赫兹波 /
- 超光速传输 /
- 本征模式
Abstract: In this paper, by investigating the terahertz(THz) waveforms emitted from different lengths of filaments via THz time-domain spectroscopy system(THz-TDS), superluminal propagation of THz wave during filamentation was observed. It implies that the refractive index of the THz wave is smaller than the unity within the filament region, and thus the THz pulse may propagate inside the filament. This hypothesis is supported by further numerical simulation, which demonstrates THz eigenmode inside the plasma filament.
- femtosecond laser /
- filamentation /
- terahertz wave /
- superluminal propagation /
- eigenmode

[1]	Liu J, Dai J, Chin S L, et al. Broadband terahertz wave remote sensing using coherent manipulation of fluorescence from asymmetrically ionized gases[J]. Nature Photonics, 2010, 4(9):627-631.
[2]	D'mico C, Houard A, Franco M, et al. Conical forward THz emission from femtosecond-laser-beam filamentation in air[J]. Physical Review Letters, 2007, 98(23):235002.
[3]	You Y S, Oh T I, Kim K Y. Off-axis phase-matched terahertz emission from two-color laser-induced plasma filaments[J]. Physical Review Letters, 2012, 109(18):183902.
[4]	Zhang Y, Chen Y, Marceau C, et al. Non-radially polarized THz pulse emitted from femtosecond laser filament in air[J]. Optics Express, 2008, 16(20):15483-15488.
[5]	Xu S, Sun X, Zeng B, et al. Simple method of measuring laser peak intensity inside femtosecond laser filament in air[J]. Optics Express, 2012, 20(1):299-307.
[6]	Zeng B, Chu W, Gao H, et al. Enhancement of peak intensity in a filament core with spatiotemporally focused femtosecond laser pulses[J]. Physical Review A, 2011, 84(6):063819.
[7]	Feng S, Winful H G. Physical origin of the Gouy phase shift[J]. Optics Letters, 2001, 26(8):485-487.
[8]	Dai J, Zhang J, Zhang W, et al. Terahertz time-domain spectroscopy characterization of the far-infrared absorption and index of refraction of high-resistivity, float-zone silicon[J]. Journal of the Optical Society of America B, 2004, 21(7):1379-1386.
[9]	Houard A, Liu Y, Prade B, et al. Strong enhancement of terahertz radiation from laser filaments in air by a static electric field[J]. Physical Review Letters, 2008, 100(25):255006.

[1]	皮一涵, 王春泽, 宋有建, 胡明列. 极低时间抖动的飞秒激光技术（特邀） . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201058-1-20201058-13. doi: 10.3788/IRLA20201058
[2]	韦晓莹, 李心元, 吴环宝, 王天鹤, 贾晓东. 光诱导氧化钒薄膜原位太赫兹波调制特性研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1017005-1017005(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1017005
[3]	毕凌志, 袁明辉, 朱亦鸣. 利用太赫兹波检测建筑物内钢筋的方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 125003-0125003(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0125003
[4]	孙树峰, 王萍萍. 飞秒激光双光子聚合加工微纳结构 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206009-1206009(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1206009
[5]	王启超, 汪家春, 赵大鹏, 陈宗胜, 董海龙, 时家明. 碳类烟幕材料对太赫兹波的衰减特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 525001-0525001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0525001
[6]	胡瑜泽, 聂劲松, 孙可, 王磊. 不同能量背景的环形艾里飞秒激光光束大气成丝特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 806005-0806005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0806005
[7]	于军立, 孟庆龙, 叶荣, 钟哲强, 张彬. 飞秒激光作用下光整流晶体的损伤阈值分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 106004-0106004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0106004
[8]	袁伟, 邢昕, 韩冬佳, 李泽汉, 薛冰, 小林孝嘉, 杜鹃, 赵元安, 冷雨欣, 邵建达. 高反Al₂O₃/SiO₂膜内超快激光预损伤动力学过程 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1206013-1206013(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1206013
[9]	王花, 孙晓红, 王真, 齐永乐, 王毅乐. 太赫兹波超材料吸波体的特性分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1225003-1225003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1225003
[10]	吴东江, 周思雨, 姚龙元, 马广义, 庄娟. 飞秒激光烧蚀石英玻璃微槽截面形状仿真 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2243-2249.
[11]	彭龙瑶, 钟森城, 朱礼国, 孟坤, 刘乔, 彭其先, 赵剑衡, 张蓉竹, 李泽仁. 基于硅基石墨烯的全光控太赫兹波强度调制系统研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 974-978.
[12]	蔡建文, 潘雪涛, 张美凤, 孟飞. 飞秒激光微加工中光斑横向超分辨研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1790-1793.
[13]	杨晶, 赵佳宇, 郭兰军, 刘伟伟. 超快激光成丝产生太赫兹波的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 996-1007.
[14]	邵俊峰, 郭劲, 王挺峰. 飞秒激光与硅的相互作用过程理论研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2419-2424.
[15]	宋立伟, 白亚, 许荣杰, 李闯, 刘鹏, 李儒新, 徐至展. 圆偏振周期量级红外激光脉冲驱动产生太赫兹辐射 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2925-2928.
[16]	曹小龙, 姚建铨, 车永莉. 应用于THz波的非对称双开口环传输特性研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3854-3858.
[17]	王玥, 何雨霖, 张丽颖, 王暄, 童一静, 吴群. 碳纳米管束/介质界面表面波激发与传输特性 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3843-3848.
[18]	李忠洋, 李继武, 邴丕彬, 徐德刚, 姚建铨. 表面出射太赫兹波参量振荡器的设计与增强输出 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 935-939.
[19]	李乾坤, 李德华, 周薇, 马建军, 鞠智鹏, 屈操. 单缝双环结构超材料太赫兹波调制器 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1553-1556.
[20]	王豆豆, 王丽莉. 低损耗传输太赫兹波的Topas多孔纤维设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2409-2413.

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飞秒激光成丝过程中的太赫兹波超光速传输现象研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0402001

1. 南开大学现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室,天津 300071;

2. 中国科学院上海高等研究院,上海 201210;

3. 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800

作者简介:
刘伟伟(1976-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事超快激光脉冲在光学介质中的非线性传输的研究。Email:liuweiwei@nankai.edu.cn

收稿日期: 2016-03-05
修回日期: 2016-04-03
刊出日期: 2016-04-25

基金项目:

国家自然科学基金面上项目(11574160);国家重点基础研究发展规划项目(973计划)(2014CB339802);天津市应用基础与前沿技术研究计划(重点项目)(15JCZDJC31700)

中图分类号: O437

关键词:

摘要: 通过使用太赫兹(Terahertz,THz)时域光谱系统,探测从不同长度飞秒激光光丝辐射出的THz脉冲,观察到THz波在飞秒激光成丝过程中超光速传输的实验现象。进一步的分析表明:THz波在等离子体光丝区域的折射率小于其在空气中的折射率,这是使得THz波能够在成丝过程中超光速传输的主要原因。由此可以推测:THz脉冲极有可能是在等离子体光丝中进行导引传输的。最后,通过数值模拟获得了光丝区域内的THz本征模式,从而验证了上述推测。

English Abstract

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