（記者張雙虎）中國科學院院士、中國科學院上海光學精密機械研究所研究員李儒新團隊基於(yu) 上海光機所新一代超強超短脈衝(chong) 激光綜合實驗裝置，利用超強超短激光驅動太赫茲(zi) 波產(chan) 生毫焦耳級太赫茲(zi) 表麵波，並采用表麵波進行電子加速，解決(jue) 了高能量太赫茲(zi) 波產(chan) 生以及自由空間太赫茲(zi) 波至波導能量耦合效率低等難題。

　　研究人員將太赫茲(zi) 波的產(chan) 生、傳(chuan) 輸及耦合集成到波導上，並在波導管中5毫米距離實現了最高1.1兆電子伏特的能量增益和210兆伏每米的平均加速梯度，較當前太赫茲(zi) 波加速電子能量增益的世界紀錄提升近一個(ge) 量級，為(wei) 全光學集成化電子加速器研究開辟了新途徑。相關(guan) 研究近日發表於(yu) 《自然-光子學》。

　　利用太赫茲(zi) 波驅動電子加速作為(wei) 近10年新興(xing) 的加速技術，能夠提供比傳(chuan) 統射頻加速更高的加速梯度，是實現小型化、低成本加速裝置的可靠途徑之一，有望將加速器的應用推廣到包括小型實驗室、醫院等在內(nei) 的更多應用場景。

　　當前發展的太赫茲(zi) 電子加速基於(yu) 自由空間的太赫茲(zi) 源技術，太赫茲(zi) 波產(chan) 生後，經收集、傳(chuan) 輸、偏振轉換，再聚焦至用於(yu) 加速電子的波導結構。實驗上，為(wei) 了盡可能提高波導內(nei) 部的太赫茲(zi) 加速梯度，需要太赫茲(zi) 源提供足夠的能量以彌補光路中散射、反射以及模式轉換的能量損耗。相比自由空間的太赫茲(zi) 輻射，束縛於(yu) 介質表麵的光學表麵波，如表麵等離極化激元，為(wei) 太赫茲(zi) 的導引與(yu) 模式轉換提供了全新思路。

　　研究團隊近期發現了太赫茲(zi) 表麵等離極化激元相幹放大機製，能夠實現高功率表麵等離極化激元相幹輻射源。圍繞軸對稱金屬圓柱形波導上的太赫茲(zi) 表麵等離極化激元的索莫菲波屬性等，研究團隊進一步將此高功率的太赫茲(zi) 表麵等離極化激元直接與(yu) 加速波導耦合，實現了85%的耦合效率，能有效將飛秒激光泵浦金屬圓柱波導產(chan) 生的毫焦耳級太赫茲(zi) 能量與(yu) 電子束作用，將當前國際上太赫茲(zi) 波驅動的電子能量增益最好結果提升了近一個(ge) 量級。

　　未來，團隊將基於(yu) 這一全新方案，進一步發展集成化的全光學電子加速技術，並拓展其在小型輻射源及材料檢測等領域的交叉應用。