激光在大气中驱动的强太赫兹辐射的理论和实验研究

摘要：

两束双色激光脉冲能在大气中产生MV/cm的强太赫兹波.本文主要介绍了我们最近的三项理论和实验工作,澄清了双色激光方案的物理机制这个长期存在的问题,并对该方案进行了推广.为了在气体中有效地产生太赫兹波,在广泛研究的双色激光方案中两束激光的频率比ω2/ω1总是被取为1:2.首先从理论上预测采用其他频率比时,此方案仍能有效地工作,并通过实验进行证实.实验上观察到在新的频率比ω2/ω1=1:4,2:3下,也能有效地产生太赫兹波;观察到通过旋转较长波长的激光脉冲的偏振方向,能够有效地调节太赫兹波的偏振,但是旋转波长较短的激光脉冲的偏振方向,太赫兹波的偏振几乎没有变化,这违背了多波混频理论中极化率张量对称性的要求;采用不同的频率比时,太赫兹能量定标率并没有显示出明显的区别,这与多波混频理论预测的能量定标率不符.这些实验结果与等离子体电流模型及粒子模拟结果符合得很好.因此,该研究不仅对双色激光方案进行了推广,而且证实了其物理机制应该归结为等离子体电流模型.

关键词：太赫兹辐射、光电离、激光等离子体相互作用、粒子模拟

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资助基金：国家自然科学基金11775302;国家重点研发计划2018YFA0404801;科学挑战计划TZ2016005;中国科学院战略性先导科技专项B类XDB16010200,XDB07030300资助的课题

在线出版日期：2018-07-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：68-78