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少周期激光脉冲与气体作用产生的离化电流和THz波辐射

杜海伟 陈民 张凯云 盛政明 张杰

少周期激光脉冲与气体作用产生的离化电流和THz波辐射

杜海伟, 陈民, 张凯云, 盛政明, 张杰
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  • 本文通过理论和数值模拟,研究少周期激光脉冲电离气体原子产生的离化电流 以及相应的THz波辐射.研究表明,少周期激光脉冲离化气体后能产生较大的离化电流, 因而可以产生较强的THz辐射.不同的少周期激光脉冲相位导致电离出的 电子初始速度和电离起始时刻不同,从而产生的离化电流有所不同, 辐射的THz波随激光脉冲的相位成周期性变化.该理论得到一维PIC数值模拟的验证. 对于给定的激光脉冲相位,离化电流和THz辐射振幅并没有随入射激光振幅的增加而单调增加, 而是存在一些极值点.与均匀分布气体相比,当气体分布具有一定梯度时, 辐射表现相似的规律,但频谱会发生一定的变化.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10935002, 11075105)和国家重点基础研究发展计划(973计划) (批准号: 2009GB105002)资助的课题.
    [1]

    Hamster H, Sullivan A, Gordon A 1993 Phys. Rev. Lett. 71 2725

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    Cook D J, Hochstrasser R M 2000 Opt. Lett. 25 1210

    [3]

    Bartel T, Gaal P, Reimann K, Woerner M, Elasesser T 2005 Opt. Lett. 30 2805

    [4]

    Amico C D, Houard A, Franco M, Prade B, Mysyrowicz A 2007 Phys. Rev. Lett. 98 235002

    [5]

    Kress M, Loffler T, Eden S, Thomson M, Roskos H 2005 Opt. Lett. 29 1120

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    Wang W M, Sheng Z M, Wu H C, Chen M, Li C, Zhang J, Mima K 2008 Opt. Express 16 16999

    [7]

    Hu Q L, Liu S B, Li W 2008 Chin. Phys. B 17 1050

    [8]

    Houard A, Liu Y, Prade A, Mysyrowicz A 2008 Opt. Lett. 33 1195

    [9]

    Xie X, Dai J M, Zhang X C 2008 Phys. Rev. Lett. 96 075005

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    Wu H C, Meyer-ter-Vehn J, Sheng Z M 2008 New J. Phys. 10 043001

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    Kim K, Glownia J, Taylor A G, Rodriguez 2007 Opt. Express 16 4577

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    [13]

    Du H W, Chen M, Sheng Z M, Zhang J 2011 Laser Part. Beams 29 447

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    Chen M, Sheng Z M, Zhang J 2006 Acta Phys. Sin. 55 0337 (in Chinese) [陈民, 盛政明, 张杰 2006 物理学报 55 0337]

    [15]

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    Walsh T, Ilkov F, Decker J, Chin S L 1994 J. Phys. B: At. Mol. Phys. 27 3767

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    Augst S, Strickland D, Meyerhofer D, Chen S L, Eberly J 1989 Phys. Rev. Lett. 63 2212

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-01
  • 修回日期:  2012-02-21
  • 刊出日期:  2012-09-05

少周期激光脉冲与气体作用产生的离化电流和THz波辐射

  • 1. 上海交通大学物理系, 激光等离子体教育部重点实验室, 上海 200240;
  • 2. 劳伦斯伯克利国家实验室, 伯克利, 加利福尼亚 94720 美国
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 10935002, 11075105)和国家重点基础研究发展计划(973计划) (批准号: 2009GB105002)资助的课题.

摘要: 本文通过理论和数值模拟,研究少周期激光脉冲电离气体原子产生的离化电流 以及相应的THz波辐射.研究表明,少周期激光脉冲离化气体后能产生较大的离化电流, 因而可以产生较强的THz辐射.不同的少周期激光脉冲相位导致电离出的 电子初始速度和电离起始时刻不同,从而产生的离化电流有所不同, 辐射的THz波随激光脉冲的相位成周期性变化.该理论得到一维PIC数值模拟的验证. 对于给定的激光脉冲相位,离化电流和THz辐射振幅并没有随入射激光振幅的增加而单调增加, 而是存在一些极值点.与均匀分布气体相比,当气体分布具有一定梯度时, 辐射表现相似的规律,但频谱会发生一定的变化.

English Abstract

参考文献 (17)

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