|
Квантовая электроника, 2021, том 51, номер 4, страницы 323–332
(Mi qe17426)
|
|
|
|
Эта публикация цитируется в 7 научных статьях (всего в 7 статьях)
Воздействие лазерного излучения на вещество. Лазерная плазма
Генерация интенсивного когерентного электромагнитного излучения при взаимодействии мультитераваттного лазерного импульса с нанопроволочной мишенью
В. В. Кулагинab, В. Н. Корниенкоb, В. А. Черепенинb, Д. Н. Гуптаc, Х. Сакd a Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова
b Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, г. Москва
c Department of Physics and Astrophysics, University of Delhi, India
d Department of Physics and Photon Science, Gwangju Institute of Science and Technology, South Korea
Аннотация:
Исследована генерация когерентного излучения ИК и терагерцевого диапазонов при распространении мультитераваттного лазерного импульса вдоль нанопроволочной мишени. В процессе взаимодействия плотные сгустки электронов вытесняются из мишени и ускоряются в лазерном поле, генерируя при этом интенсивное электромагнитное излучение. В зависимости от длительности и формы лазерного импульса могут быть реализованы три режима взаимодействия. В первом режиме, когда лазерный импульс достаточно длинный (десятки и сотни фемтосекунд), электроны вытесняются из мишени лишь частично. Характеристики низкочастотной части спектра формируемого излучения определяются в этом случае длительностью лазерного импульса, а также его амплитудой и параметрами мишени (геометрическими размерами и концентрацией электронов в ней). Во втором режиме лазерный импульс имеет большую амплитуду и крутой фронт (амплитуда первой полуволны порядка максимальной амплитуды импульса), в результате бóльшая часть электронов вытесняется из мишени уже в начальный момент взаимодействия. В этом режиме могут формироваться униполярные и биполярные импульсы с длительностью в десятки периодов лазерного поля. Изменение длины мишени позволяет управлять периодом осцилляций поля и их числом в формируемом излучении. В промежуточном режиме коротких лазерных импульсов с недостаточно крутым фронтом могут возникать колебания сформированных сгустков электронов в макроскопическом кулоновском поле притяжения заряженной мишени, что приводит к появлению излучения с частотой, в несколько раз меньшей частоты лазерного излучения. При этом импульсы генерируемого излучения содержат несколько периодов поля с уменьшающейся амплитудой и увеличивающейся частотой. С помощью численного моделирования в трех режимах взаимодействия найдены характеристики ИК и терагерцевого излучения, в частности определены формы импульсов, диапазоны генерируемых частот, амплитуды и угловые распределения излучения. Показано, что амплитуда формируемого импульса может достигать субрелятивистских и релятивистских значений (напряженность поля более 1 ТВ/м при частоте, в десять раз меньшей частоты лазерного излучения), а эффективность преобразования по энергии может быть порядка одного процента.
Ключевые слова:
взаимодействие мощных лазерных импульсов с веществом, ускорение электронов лазерными импульсами, генерация терагерцевого и ИК излучения, наноразмерные мишени.
Поступила в редакцию: 14.12.2020 Исправленный вариант: 15.02.2021
Образец цитирования:
В. В. Кулагин, В. Н. Корниенко, В. А. Черепенин, Д. Н. Гупта, Х. Сак, “Генерация интенсивного когерентного электромагнитного излучения при взаимодействии мультитераваттного лазерного импульса с нанопроволочной мишенью”, Квантовая электроника, 51:4 (2021), 323–332 [Quantum Electron., 51:4 (2021), 323–332]
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/qe17426 https://www.mathnet.ru/rus/qe/v51/i4/p323
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 198 | PDF полного текста: | 35 | Список литературы: | 35 | Первая страница: | 11 |
|