Laserinducerad jonisering i materia-gas, klunga, flytande, och fast - uppstår när en laserpuls med tillräcklig intensitet fokuseras in i ett målmaterial, skapa elektroner och joner genom olinjära processer för laser-materia interaktion. Fotojonisering är ett effektivt sätt att generera övergående strömmar och elektromagnetisk strålning som täcker spektrumet från mikrovågor till röntgenstrålar.

I terahertz (THz) frekvensområdet, laserinducerad luftplasma har blivit en av de mest populära THz-källorna i forskningslaboratorier. THZ -produktion från flytande vatten - länge ansedd omöjligt - har framgångsrikt visats, med särskild framgång från laserpulsrepetitioner som riktar sig mot flytande vätska, så det kaos som orsakas av den föregående pulsen påverkar inte nästa.

Professor Xi-Cheng Zhangs grupp vid University of Rochesters Institute of Optics bedriver spetsforskning inom THz-våggenerering från flytande vatten. De finner att THz -våggenerering från joniserade vätskor involverar fotojoniseringsprocesser som skiljer sig väsentligt från luften eller andra gaser. De diskuterar dessa skillnader i detalj i en ny artikel som publicerades i Avancerad fotonik .

Zhangs grupp observerar att i gas, den kortaste pulsen genererar alltid det starkaste THz -fältet, men i vätskor, längre pulslängd ger starkare THz -utsläpp. Genom att beräkna elektrontätheten, de finner att den längre pulslängden genererar fler elektroner i vätska. Enligt deras iakttagelser, detta fenomen orsakas av kollision av elektroner, som spelar en viktig roll i joniseringsprocessen. För gaser, elektronernas livstid är alltid längre än pulslängden, så kollisionseffekten beaktas i allmänhet inte.

Insikten belyser påverkan av optisk pulsvaraktighet på laserinducerad jonisering vid THz-våggenerering och främjar utvecklingen av flytande vatten THz-källor, rik på potentiella applikationer och möjligheter.