近日，中国科大核科学技术学院胡广月团队在高功率太赫兹表面波研究方面取得重要进展，他们利用飞秒激光聚焦作用金属丝波导，产生10兆瓦功率太赫兹表面波，激发效率达2.4%，为目前报道最高水平，该成果发表于《Physical Review X》，为高功率太赫兹辐射源应用提供新途径。
高功率太赫兹表面波研究成果显著
中国科大核科学技术学院胡广月团队在高功率太赫兹表面波研究方面成绩斐然。团队借助飞秒激光聚焦作用于金属丝波导，经由电子发射过程，成功产生功率为10兆瓦的太赫兹表面波，其激发效率高达2.4%，达到目前报道的最高水平。该研究成果以“Efficiently Laser Driven Terahertz Surface Plasmon Polaritons on Long metal Wire”为题，于7月24日在线发表于物理学知名学术期刊《Physical Review X》。
太赫兹辐射应用面临挑战
太赫兹辐射在材料科学、生物传感及下一代通讯等领域前景广阔。然而，传统上高功率太赫兹辐射主要依赖加速器或相对论激光等大科学装置产生，这极大限制了其应用的便捷性。同时，高功率太赫兹辐射的高效激发和导引传输也面临诸多难题。
新方法实现高效激发
研究团队实验演示了一种创新方法，将紧凑的亚相对论飞秒激光聚焦于约1米长的金属丝太赫兹波导上，产生了峰值功率10兆瓦的单周期太赫兹表面波。实验发现，这种太赫兹辐射由激光驱动电子发射时的相干渡越辐射引起，且贡献最大的并非速度最快的相对论电子，而是较慢的亚相对论电子，这些亚相对论电子在激光能量转化为太赫兹辐射方面更为有效，最终实现了高达2.4%的能量转换效率，为激光驱动太赫兹源目前报道的最高效率。
新方法应用前景广阔
此方法运用普及度较高的激光技术，无需依赖大型科学设施，为高功率太赫兹辐射源的实际应用提供了可行方案。该紧凑型技术可应用于医学诊断中的内窥镜太赫兹成像、基于波导的粒子加速器、非线性太赫兹光谱学以及集成太赫兹技术等领域。
论文作者及资助情况
中国科学技术大学邵烁婷和王向兵博士研究生为论文的共同第一作者。中国科学技术大学胡广月副教授、上海交通大学陈民教授、中国工程物理研究院谷渝秋和丁永坤研究员为通讯作者。深圳技术大学、哈尔滨工业大学为该论文的合作单位。该工作得到了中国科学院非共识和颠覆性项目、国家自然科学基金以及统筹推进世界一流大学和一流学科建设专项资金资助。论文链接为：https：//journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/mkyj-77k8 。
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