Author Affiliations
Abstract
1 Center for Terahertz Waves & School of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin, China
2 The Institute of Optics, University of Rochester, Rochester, USA
Ultra-broadband, intense, coherent terahertz (THz) radiation can be generated, detected, and manipulated using laser-induced gas or liquid plasma as both the THz wave transmitter and detector, with a frequency coverage spanning across and beyond the whole “THz gap.” Such a research topic is termed “plasma-based THz wave photonics in gas and liquid phases.” In this paper, we review the most important experimental and theoretical works of the topic in the non-relativistic region with pump laser intensity below .
laser-induced ionization ponderomotive force four-wave mixing asymmetric transient current model full quantum mechanical model terahertz wave generation and detection Photonics Insights
2023, 2(3): R06
1 内江师范学院 工程技术学院， 四川 内江 641112
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
使用1维粒子模拟程序LPIC++模拟了不同脉冲宽度的P极化超短强激光脉冲与稠密冷等离子体靶的相互作用。模拟结果表明：激光有质动力首先推动表层等离子体形成无碰撞激波，然后激波向靶内传播，俘获靶内的质子并将其反射加速，反射质子的速度约为离子声速的2倍。当使脉冲宽度与靶厚互相匹配时，也就是靶厚等于离子声速与激光脉冲宽度的乘积时，可以得到能散为30%左右的单能束。与激光脉冲宽度与靶厚不匹配相比，准单能质子束的能量得到有效提高，提高幅度达60%。同时，为弄清2维效应的影响，还使用2维粒子模拟程序OOPIC进行了模拟，与1维所获得结果基本一致。
激波 有质动力 单能离子束 脉冲宽度 粒子模拟 ponderomotive force shock wave monoenergy ions beam laser duration particleincell simulation
1 信息工程大学数理系, 河南 郑州 450001
2 首都师范大学物理系, 北京 100048
研究了强直流偏压场下的 800 nm飞秒激光电离空气等离子体产生的太赫兹波。通过改变直流偏置场的方向, 使之垂直或平行于泵浦光偏振方向, 对太赫兹波的偏振特性进行了系统的研究。研究结果表明太赫兹波的产生是有质动力和直流偏置场的共同作用结果, 外直流偏置场能够放大和调制总的太赫兹波。
太赫兹波产生 单频等离子体 有质动力 直流偏压 THz generation single-color air plasma ponderomotive force dc bias
1 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室,南昌 330063
2 南昌大学 物理系,南昌 330031
为了更完善地研究强的短脉冲激光在次临界密度冷等离子体中传播时的自聚焦现象,采用了包括洛伦兹项和牵连项的更为完整的有质动力形式。通过理论推导可知,牵连项的加入对自聚焦有一定的影响,使得产生自聚焦的非线性效应更强。同时也考虑到在激光达到一定强度的时候,需要计入相对论效应。结果表明,相对论效应的计入虽然增强了体系的非线性度,但与长脉冲激光中的相对论自聚焦效应不一样的是,它减弱了非线性效应对自聚焦的影响。
激光物理 有质动力 理论推导 自聚焦 laser physics ponderomotive force theoretical derivation self-focusing
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室,上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
基于真空中单电子运动模型,编程计算得到了高斯激光脉冲与初始位于激光传播轴上电子的相互作用结果。不同激光参量条件下,得到了电子的能量增益与激光强度、焦斑大小和脉冲宽度关系。结果表明,高斯激光脉冲焦斑较大时,电子没有明显的能量增益,高斯激光脉冲焦斑太小时,电子也没有明显的能量增益。电子的能量增益有一个最佳焦斑大小。在相同激光强度下, 电子能量增益的最佳焦斑大小随脉冲宽度的增大而增大,但最佳焦斑大小与脉冲宽度的比值基本上是不变的。
激光光学 电子加速 有质动力 单电子运动模型
电子科技大学物理电子学院,高能电子学研究所,四川,成都,610054
在考虑有质动力情况下对高功率微波在等离子体填充波导中的传播特性进行了理论分析和数值计算,研究了高功率微波在等离子体中的传播特性和微波场强与等离子体密度分布之间的关系.结果表明高功率微波的有质动力将影响微波色散特性,使微波场强分布偏离Bessel分布,并对等离子体有排开作用,当场强足够大时可将波导中心处等离子体排空形成低密度通道.
高功率微波 等离子体波导 有质动力 传播特性 High-power microwave Plasma waveguide Ponderomotive force Propagation characterics 强激光与粒子束
2005, 17(12): 1852
国防科学技术大学,理学院,湖南,长沙,410073
用2D3V PIC粒子模拟方法分析了超短脉冲超强激光在稀薄等离子体中激发尾流场的产生过程及电子在尾流场中的加速过程. "前向Raman 散射"使得激光脉冲沿传播方向拉长,脉冲的尾部变陡,它导致静电场的相速度和饱和时超热电子的最大动能明显减小,也使得激发尾流场的最佳脉冲宽度变小.
尾流场 前向Raman散射 有质动力 电子捕获 wakefield forward Raman scattering ponderomotive force electron trap
通过测量由等离子体临界面移动造成的反射激光的频移,研究了有质动力对超短脉冲激光与固体等离子体相互作用的影响.实验表明,当激光强度达到1017W/cm2时,有质动力将明显地降低等离子体热膨胀速度,造成极陡的密度分布,使得等离子体中的主导吸收机制,由共振吸收转换为真空吸收.
有质动力 超短脉冲激光 固体等离子体 ponderomotive force ultrashort laser solid plasma
1 Department of Applied Physics,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China and Laboratory of Computational Physics,Institute of Applied Physics and Computational Mathematics,Beijing 100088,China
2 Department of Applied Physics,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China
3 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics,Beijing 100088,China
Chinese Journal of Lasers B
1999, 8(5): 454
