2006年1月17日
除了激光和自由电子激光,近50年来一直没有另一种产生相干光的基本方法。
然而,一组来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室和麻省理工学院发现了一种新的相干光辐射源,它不同于激光和自由电子激光。
这项研究的应用有很多,但最直接的结果可能是一种新的诊断工具,以确定冲击波的性质,Evan Reed说,他是Lawrence Livermore的E.O. Lawrence博士后研究员,也是发表在1月13日版的一篇论文的主要作者物理评论快报.
通过一系列的理论计算和实验模拟,科学家们在介电晶体材料中产生了机械冲击波,在这个例子中是厨房盐(NaCl)。人们可能以为从受激晶体中只能看到非相干光子和火花。
但他们发现的远不止这些。从晶体中可以看到微弱但可测量的相干光。发射频率由激波速度和晶体的晶格组成决定。
研究小组发现,可以观察到可测量的相干光从晶体中出现在1到100太赫兹(THz)的范围内。
“据我们所知,以前从未见过通过晶体传播的激波产生的相干光,因为激波晶体并不是寻找相干辐射的明显来源,”Reed说。“光和辐射属于电磁波谱的一部分,这在此类实验中通常无法观察到。”
相干光是非常窄带宽的辐射;它在干涉测量(测量在同一时间和地点聚集在一起的两个或多个波,如光波和冲击波)中很有用,通常与激光有关。
1958年,激光器作为相干光源的发明使得包括医疗技术和能源生产在内的广泛应用成为可能,因为它们产生的光的相干性。然而,从激光以外的光源产生相干光可以作为理解激波的诊断,特别是提供关于激波速度和结晶度的信息,Reed说。
在计算实验中,研究人员通过对激波在晶体NaCl中的传播进行分子动力学模拟,观察了激波极化材料产生的光。模拟解决了受相互作用、热效应和晶格变形影响的原子的经典运动方程。通过使用LLNL的Thunder并行计算机,密集的计算机模拟成为可能。
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