太赫兹脉冲宽度的变化对水分子加热的影响

摘要

超强超短激光发展的大趋势是激光脉冲时间越来越短,功率越来越高,两者之间是否存在关联?本文采用分子动力学方法模拟太赫兹脉冲宽度逐渐变窄时对水分子加热的影响,作用时间内保证脉冲能量和光子频率不变(频率为15THz),近似于一个固定冲激强度的冲激函数.模拟结果表明,脉冲的半高宽从2ps变化到0.2ps时,除了统计上的误差外,对水分子的加热效果影响不大.然而,当脉冲的半高宽从100fs减小到50fs时,加热效果突然急剧减小.这可以用单位冲激函数的性质及共振原理来说明.因为光子频率为15THz,其周期是67fs,50fs刚好进入太赫兹脉冲频率周期内,这样破坏了水分子的共振响应,可以看作脉冲时间上的阈值效应.