光发射电子等离子体中局域太赫兹场的产生与控制

致密的微米尺度电子等离子体，例如由强飞秒激光脉冲辐照纳米结构金属表面所产生的那些，为研究光与物质相互作用、多体现象以及非平衡电荷动力学提供了丰富的平台。除基础意义外，激光诱导等离子体在产生局域太赫兹辐射脉冲方面具有潜力。然而，支配这些等离子体形成与演化的潜在机制尚不甚明了。在此，我们发展了一套完备的微观理论，以可预测地描述激光脉冲诱导等离子体的时空动力学。通过对电子发射、金属屏蔽与等离子体云相互作用的详细分析，我们研究了由此产生的太赫兹场的空间、时间与频谱特征，这些特征可通过金属形貌与照明条件进行广泛调控。我们进一步描述了与飞秒电子束的相互作用，以解释近期的超快电子显微镜实验，其中观测到的电子加速的位置与时间依赖性可用于评估相关的太赫兹场。除在低频频光源设计方面的潜在应用外，我们的工作还对微米尺度电子等离子体的产生与动力学及其与超快电子脉冲的相互作用提供了基础性见解。