俄罗斯研发新方法推动太赫兹辐射源功率提升

俄罗斯科学院西伯利亚分院布德克核物理研究所与加波诺夫-格列霍夫应用物理研究所的科研人员携手，开展了一系列旨在开发强大太赫兹辐射流产生方法的研究。这些研究聚焦于产生频率范围在0.15至1.5太赫兹(THz)，波长2至0.2毫米的强大辐射流。

研究基于物理研究所加速器产生的相对论电子束，其电流范围宽广，速度分布狭窄，为在特定频率内产生高功率辐射提供了可能。科研团队提出了一种基于等离子体波对电子束进行集体减速的全新方法，在0.2太赫兹附近实现了超过10兆瓦的功率水平，创下纪录。这一基础研究为开发强大发生器，用于改变材料结构和性能及高分辨率物体定位奠定了基础。研究成果已发表在多本科学期刊上，并荣获俄罗斯科学院青年科学家团队奖。

目前，许多国家运行的自由电子激光器(FEL)虽能产生高频率辐射，但体积庞大且平均功率较低。俄罗斯科研团队正开发的两种新方法，均使用高电流相对论电子束。第一种方法利用谐振器在真空条件下产生辐射，已在0.1太赫兹频率范围内开展实验。第二种全新方法则基于束流与等离子体相互作用的物理机制，已在GOL-PET装置上实验验证。这些研究旨在制造出功能强大但体积小巧的太赫兹辐射源，能在0.1至1太赫兹高频下产生高功率辐射。科研人员表示，新方法的关键在于利用束流-等离子体和束流-波相互作用，驾驭这一频率范围。