Ionisation induite par laser dans la matière-gaz, grappe, liquide, et solide - se produit lorsqu'une impulsion laser avec une intensité suffisante est focalisée dans un matériau cible, créer des électrons et des ions par des processus non linéaires d'interaction laser-matière. La photoionisation est un moyen efficace de générer des courants transitoires et des rayonnements électromagnétiques couvrant le spectre des micro-ondes aux rayons X.

Dans la gamme de fréquences térahertz (THz), Le plasma d'air induit par laser est devenu l'une des sources THz les plus populaires dans les laboratoires de recherche. La génération de THZ à partir d'eau liquide - longtemps considérée comme impossible - a été démontrée avec succès, avec un succès particulier des répétitions d'impulsions laser ciblant le liquide en écoulement, donc le chaos causé par l'impulsion précédente n'influence pas la suivante.

Le groupe du professeur Xi-Cheng Zhang à l'Institut d'optique de l'Université de Rochester mène des recherches de pointe sur la génération d'ondes THz à partir d'eau liquide. Ils constatent que la génération d'ondes THz à partir de liquides ionisés implique des processus de photoionisation qui diffèrent considérablement de ceux de l'air ou d'autres gaz. Ils discutent ces différences en détail dans un article récent publié dans Photonique avancée .

Le groupe de Zhang observe que dans le gaz, l'impulsion la plus courte génère toujours le champ THz le plus fort, mais dans les liquides, une durée d'impulsion plus longue offre une émission THz plus forte. En calculant la densité électronique, ils constatent que la durée d'impulsion plus longue génère plus d'électrons dans le liquide. D'après leurs observations, ce phénomène est causé par la collision d'électrons, qui joue un rôle important dans le processus d'ionisation. Pour les gaz, la durée de vie des électrons est toujours plus longue que la durée d'impulsion, l'effet de collision n'est donc généralement pas pris en compte.

L'aperçu éclaire l'influence de la durée d'impulsion optique sur l'ionisation induite par laser dans la génération d'ondes THz et fait progresser le développement de sources THz à eau liquide, riche en applications et opportunités potentielles.