Генерация терагерцового излучения при воздействии мощных лазерных импульсов на мишень

Abstract

При облучении мишеней мощным (10¹⁸…10¹⁹ Вт/см²) коротким (10…100 пс) лазерным импульсом вылетающие из формирующейся плазмы электроны образуют виртуальный катод, колебания которого вызывают генерацию в терагерцовом диапазоне частот. Исследование механизма генерации проводилось на численной модели с использованием релятивистского электромагнитного PIC-кода. Механизм генерации, в основном, аналогичен виркаторному. Однако наличие ионного фона плазмы мишени приводит к существенному увеличению эффективности генерации.

The target irradiated by high intensity (10¹⁸…10¹⁹ W/cm²) short (10…100 ps) laser pulses generates plasma and electron emission from plasma produce virtual cathode. Virtual cathode oscillation leads to power generation in a THz range. This generation mechanism has been studied by numerical simulations using a relativistic electromagnetic PIC code and appears to be very similar to those of usual vircator. However plasma ions result in not only additional electron deceleration but electron focusing. Thereof the efficiency of generation in these radiation sources is several times higher compared to that in the analogous traditional vircators. This mechanism can be used for high power THz range radiation sources creation.

При опроміненні мішеней потужним (10¹⁸…10¹⁹ Вт/см²) коротким (10…100 пс) лазерним імпульсом, що вилітає з формуючої плазми, електрони утворюють віртуальний катод, коливання якого викликають генерацію в терагерцовом діапазоні частот. Дослідження механізму генерації проводилося на чисельної моделі з використанням релятивістського електромагнітного PIC-коду. Механізм генерації, в основному, аналогічний віркаторному. Однак наявність іонного фону плазми мішені призводить до істотного збільшення ефективності генерації.