寻找和开发高效的太赫兹源是21世纪的主要科学目标之一。电磁波谱的太赫兹区域由红外波段和微波波段之间的光频率组成，是最后一个鲜为人知的光区域之一——目前可用于太赫兹频率范围的强大而高效的光源和探测器并不多。
最近生产太赫兹光源的努力涉及使用使用超短脉冲激光器的大规模激光设备，该激光器能够在万亿分之一秒的时间内提供大约一万亿个1W灯泡所消耗的功率。这些激光焦点处的强度足以将电子从材料中剥离，从而在整个电磁光谱中产生光。
不幸的是，为了用这种方法产生更强的太赫兹频率，目前的激光技术只允许在几分钟或几小时内发射几次“射击”。这意味着，为了正确测量和表征太赫兹源，必须开发一种能够完全表征单次发射中产生的辐射的检测方法。
由X.-C.教授领导的研究人员美国纽约罗切斯特大学光学研究所的Zhang扩展了一种检测太赫兹电场的方法，方法是将其转换为可见光，称为“太赫兹场感应二次谐波”生成。这种方法使用非线性光学在存在太赫兹波的情况下将光束的频率提高一倍。
虽然这种测量方法已经使用了近二十年，但研究人员设计了一种新策略，在等离子体源产生辐射时直接测量辐射。该研究成果题为“等离子体细丝中太赫兹场诱导二次谐波产生的局部测量”，于2023年12月13日发布在《光电子学前沿》上。
由于太赫兹波在启动时仅限于等离子体，因此从太赫兹到可见光的非线性转换非常有效，甚至可以用肉眼检测到。在他们的系统中，研究人员在干燥的空气中以强烈的光束产生等离子体，并使用第二束微弱的光辐射以非共线角度探测等离子体。通过确定探测光束到达等离子体的时间，研究人员可以表征等离子体的动力学，为太赫兹源提供完整的测量套件。
此外，研究人员使用光栅来改变探测光束的时序，展示了在一次激光射击中对TFISH信号的首次测量。该方法为迄今为止的太赫兹单次检测提供了最大的带宽。
