飞秒光丝现象是指飞秒激光在透明介质中传输，光学克尔效应与等离子体自散焦效应的动态平衡过程引起的弱电离通道。利用在空气介质中不对称的双色场飞秒光丝，可以高效地获得太赫兹波长介于红外与微波之间的太赫兹辐射，对应着大分子振动与转动光谱，在医药检测、生物成像以及安全监测领域有着非常重要的价值和优势。对太赫兹频谱进行有效调制在太赫兹光谱应用领域非常具有前景。

最近，实验室相关研究小组提出了一种全光学操控的基于双色场飞秒光丝相互作用的太赫兹频谱调制方法。实验证明在单根光丝中的太赫兹频谱可以通过改变光丝的等离子体密度来进行调控。两根非共线传输飞秒光丝的干涉会产生等离子体光栅，等离子体光栅的电子密度空间上呈现周期性分布，从而达到调控产生的太赫兹辐射的目的。

实验中，钛宝石激光器产生的初始激光分束成能量相同的两部分。第一部分经过倍频晶体产生二次谐波，与基频波一起用于产生太赫兹。第二部分激光以一个小角度与第一部分中的基频光进行干涉，形成等离子体光栅。第二部分光的偏振和能量通过一块半波片以及中性衰减片来调节。太赫兹辐射通过使用ZnTe 晶体的电光采样方法来进行探测。相比于无另一束光进行相互作用的情况，在与基波偏振平行所形成的等离子体光栅的作用下，我们可以观察到太赫兹频谱的高频部分（0.75THz-3THz）幅度明显增强，而低频部分幅度（0.1-0.75THz）降低。基于光电流理论，产生的太赫兹频率与等离子体自由电子密度有关，，是自由电子密度，e 和m 是电子的电荷以及质量。对于与基波偏振垂直所形成的等离子体光栅，与基波偏振平行所形成的等离子体光栅中的电场强度更高，电子密度也更高。随着电子密度增加，太赫兹能量向高频部分转移。相关研究成果发表在Opt. Lett. 42, 967 (2017)。

通过我们提出的这种全光学方法调制太赫兹光谱的方法，可以为晶格结构提供独特的灵敏度，使晶体和非晶材料能够进行定性和定量分析。这种方法将在太赫兹光谱领域的无损医药检测与分析，毒品危险物检测，半导体缺陷精密检测有着潜在的应用。

图1   实验示意图

图2   不同偏振情况下的太赫兹频谱