水蒸气：光激发下的非凡太赫兹波源

在现代太赫兹传感与成像光谱学中，水因在太赫兹频率范围内存在强吸收而被视为需要避免的宿敌。本文首次实验论证并理论探讨了利用飞秒激光脉冲从水蒸气中产生强宽带太赫兹辐射。当我们将强激光脉冲聚焦于气体池或气体喷射喷嘴中的水蒸气时，观察到光激发水蒸气产生了异常强的太赫兹场。水蒸气的太赫兹产生效率比干燥氮气高出50%以上。此前人们认为，这种太赫兹波的非线性产生主要涉及自由电子等离子体，但我们表明分子结构在此过程中起着至关重要的作用。特别是，我们发现H2O蒸气产生的太赫兹波显著强于D2O蒸气。水蒸气中天然存在的水团簇离子的振动电子活动，连同主要单体的转动振动贡献，可能共同导致了所观察到的同位素效应。