雙色激光脈沖激勵(lì)氣體等離子體產(chǎn)生太赫茲波是得到高強(qiáng)度寬頻帶太赫茲波的重要方法,本文利用光電流模型研究了該方法中激光能量對(duì)產(chǎn)生太赫茲波的影響。理論計(jì)算表明,太赫茲波隨激光能量的增大而增強(qiáng),而太赫茲波的頻譜結(jié)構(gòu)不受激光能量的影響。分析了雙色激光能量影響太赫茲波強(qiáng)度的原因,并利用自由電子濃度和電子電流密度詮釋了該影響的內(nèi)在物理機(jī)制。該研究為提高太赫茲輻射強(qiáng)度提供了一種有效的途徑。

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【部分圖文】：

圖1 激光能量分別為200,250,300 μJ時(shí)的電子濃度。

其中,E10和E20分別為基頻光和倍頻光的峰值電場(chǎng)強(qiáng)度,ω和2ω是對(duì)應(yīng)的頻率,θ是t=0時(shí)刻基頻光與倍頻光之間的相對(duì)相位差,T10和T20是兩激光脈沖的寬度。在模擬中,假設(shè)兩激光脈寬均為50fs,飛秒激光脈沖的能量分配為基頻光占80%、倍頻光占20%,為了得到最大的太赫茲波轉(zhuǎn)換....

圖2 激光能量分別為200,250,300 μJ時(shí)的電子電流。

圖1激光能量分別為200,250,300μJ時(shí)的電子濃度。從電子電流曲線圖可以看出,電子電流隨激光能量增加而增大,其原因主要是由于大能量的激光能夠誘導(dǎo)更多的自由電子。從圖中還可以發(fā)現(xiàn),電子電流除了有振蕩特性之外,在激光脈沖結(jié)束后還產(chǎn)生了一個(gè)不為零的直流,該直流在形成過(guò)程中向外....

圖3 激光能量分別為200,250,300 μJ時(shí)的太赫茲波。

由太赫茲波形圖可知,在保持激光脈沖的寬度和相對(duì)相位不變的情況下,太赫茲波的幅度隨激光脈沖能量增加而明顯增大,這是由于當(dāng)激勵(lì)光能量增加時(shí),被激發(fā)的電子濃度會(huì)上升,電子濃度的上升將產(chǎn)生一個(gè)幅度更大的振蕩電流和更大的直流分量,從而輻射更強(qiáng)的太赫茲波。3種情況下太赫茲波的波形并沒(méi)有發(fā)生變....

圖4 激光能量分別為200,250,300 μJ時(shí)的太赫茲波頻譜圖。

最后,對(duì)太赫茲波電場(chǎng)強(qiáng)度與激光脈沖能量的依賴關(guān)系進(jìn)行了模擬計(jì)算。選擇激光能量從50μJ變化到500μJ,變化步長(zhǎng)為50μJ。通過(guò)計(jì)算,得到了10種不同激光能量下的太赫茲波,繪制成相應(yīng)的曲線圖形(如圖5)。由圖5可知,當(dāng)激光脈沖的能量超過(guò)100μJ以后,太赫茲波強(qiáng)度隨激光能....

本文編號(hào)：4031132