Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов
Представлены результаты исследований генерации широкополосного терагерцового излучения плазменным каналом, возникающим при фокусировке в газ мощных фемтосекундных лазерных импульсов аксиконной линзой. Генерация вызвана возбуждением импульса тока пондеромоторной силой позади сверхсветового ионизацион...
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17344 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов / Н.В. Введенский, В.А. Костин // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 4. — С. 264-267. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-17344 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Введенский, Н.В. Костин, В.А. 2011-02-25T14:15:31Z 2011-02-25T14:15:31Z 2010 Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов / Н.В. Введенский, В.А. Костин // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 4. — С. 264-267. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17344 537.5 Представлены результаты исследований генерации широкополосного терагерцового излучения плазменным каналом, возникающим при фокусировке в газ мощных фемтосекундных лазерных импульсов аксиконной линзой. Генерация вызвана возбуждением импульса тока пондеромоторной силой позади сверхсветового ионизационного фронта. Показано, что частота, отвечающая максимуму спектра излучения, определяется частотой столкновений электронов и почти не зависит от максимальной плазменной частоты. Представлено результати досліджень генерації широкосмугового випромінювання плазмовим каналом, що виникають при фокусуванні в газ потужних фемтосекундних лазерних імпульсів аксіконної лінзою. Генерація викликана порушенням імпульсу струму пондеромоторною силою позаду сверх-світового іонізаційного фронту. Показано, що частота, яка відповідає максимуму спектра випромінювання, визначається частотою зіткнень електронів і майже не залежить від максимальної плазмової частоти. We present the results of studying generation of broadband terahertz waves by a plasma channel which is produced when high power femtosecond laser pulses are focused in a gas by an axicon lens. The generation is caused by excitation of a pulse current by the ponderomotive force behind the superluminous ionization front. We show that the frequency corresponding to the maximum of the radiation spectrum is determined by the electron collision frequency and is almost independent of the maximum plasma frequency. Работа выполнена при поддержке Российского фон да фундаментальных исследований, Совета по грантам Президента РФ, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Нелинейные процессы в плазменных средах Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов Генерація терагерцового випромінювання при аксіконному фокусуванні іонізуючих фемтосекундних лазерних імпульсів Generation of terahertz radiation by axicon focusing of ionizing femtosecond laser pulses Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов |
| spellingShingle |
Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов Введенский, Н.В. Костин, В.А. Нелинейные процессы в плазменных средах |
| title_short |
Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов |
| title_full |
Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов |
| title_fullStr |
Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов |
| title_full_unstemmed |
Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов |
| title_sort |
генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов |
| author |
Введенский, Н.В. Костин, В.А. |
| author_facet |
Введенский, Н.В. Костин, В.А. |
| topic |
Нелинейные процессы в плазменных средах |
| topic_facet |
Нелинейные процессы в плазменных средах |
| publishDate |
2010 |
| language |
Russian |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Генерація терагерцового випромінювання при аксіконному фокусуванні іонізуючих фемтосекундних лазерних імпульсів Generation of terahertz radiation by axicon focusing of ionizing femtosecond laser pulses |
| description |
Представлены результаты исследований генерации широкополосного терагерцового излучения плазменным каналом, возникающим при фокусировке в газ мощных фемтосекундных лазерных импульсов аксиконной линзой. Генерация вызвана возбуждением импульса тока пондеромоторной силой позади сверхсветового ионизационного фронта. Показано, что частота, отвечающая максимуму спектра излучения, определяется частотой столкновений электронов и почти не зависит от максимальной плазменной частоты.
Представлено результати досліджень генерації широкосмугового випромінювання плазмовим каналом, що виникають при фокусуванні в газ потужних фемтосекундних лазерних імпульсів аксіконної лінзою. Генерація викликана порушенням імпульсу струму пондеромоторною силою позаду сверх-світового іонізаційного фронту. Показано, що частота, яка відповідає максимуму спектра випромінювання, визначається частотою зіткнень електронів і майже не залежить від максимальної плазмової частоти.
We present the results of studying generation of broadband terahertz waves by a plasma channel which is produced when high power femtosecond laser pulses are focused in a gas by an axicon lens. The generation is caused by excitation of a pulse current by the ponderomotive force behind the superluminous ionization front. We show that the frequency corresponding to the maximum of the radiation spectrum is determined by the electron collision frequency and is almost independent of the maximum plasma frequency.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17344 |
| citation_txt |
Генерация терагерцового излучения при аксиконной фокусировке ионизирующих фемтосекундных лазерных импульсов / Н.В. Введенский, В.А. Костин // Вопросы атомной науки и техники. — 2010. — № 4. — С. 264-267. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT vvedenskiinv generaciâteragercovogoizlučeniâpriaksikonnoifokusirovkeioniziruûŝihfemtosekundnyhlazernyhimpulʹsov AT kostinva generaciâteragercovogoizlučeniâpriaksikonnoifokusirovkeioniziruûŝihfemtosekundnyhlazernyhimpulʹsov AT vvedenskiinv generacíâteragercovogovipromínûvannâpriaksíkonnomufokusuvannííonízuûčihfemtosekundnihlazernihímpulʹsív AT kostinva generacíâteragercovogovipromínûvannâpriaksíkonnomufokusuvannííonízuûčihfemtosekundnihlazernihímpulʹsív AT vvedenskiinv generationofterahertzradiationbyaxiconfocusingofionizingfemtosecondlaserpulses AT kostinva generationofterahertzradiationbyaxiconfocusingofionizingfemtosecondlaserpulses |
| first_indexed |
2025-11-25T22:47:39Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:47:39Z |
| _version_ |
1850573900486803456 |
| fulltext |
УДК 537.5
ГЕНЕРАЦИЯ ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ АКСИКОННОЙ
ФОКУСИРОВКЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ФЕМТОСЕКУНДНЫХ
ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ
Н.В. Введенский, В.А. Костин
Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
E-mail: vved@appl.sci-nnov.ru
Представлены результаты исследований генерации широкополосного терагерцового излучения плазмен-
ным каналом, возникающим при фокусировке в газ мощных фемтосекундных лазерных импульсов аксикон-
ной линзой. Генерация вызвана возбуждением импульса тока пондеромоторной силой позади сверхсветово-
го ионизационного фронта. Показано, что частота, отвечающая максимуму спектра излучения, определяется
частотой столкновений электронов и почти не зависит от максимальной плазменной частоты.
1. ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время большое внимание привлека-
ет явление генерации широкополосного терагерцо-
вого излучения при ионизации газов интенсивными
фемтосекундными лазерными импульсами [1-13].
Интерес к этому явлению обусловлен следующими
основными причинами: а) для наблюдения этого
явления не требуется подготовки какой-то специ-
альной рабочей среды, поскольку оно реализуется
даже при ионизации окружающего воздуха [1-7]; б)
возможностью сравнительно простого управления
параметрами терагерцового излучения в широких
пределах, например, за счет изменения давления
ионизируемого газа [1,7-11]; в) реальными перспек-
тивами достижения гигантских пиковых мощностей
(вплоть до гигаваттных значений) ТГц-излучения
[5-12]. Исследуются как схемы самоиндуцированной
генерации, когда излучающие терагерцовые токи в
плазме возбуждаются полем самого ионизирующего
лазерного импульса [1-3,7,10-13], так и вынужден-
ной генерации, когда полем накачки является неко-
торое внешнее поле [4-6,8,9,12]. Это может быть
статическое [4,5,9] или микроволновое [8] электри-
ческое поле, или поле второй гармоники лазерного
импульса [6,12].
________________________________________________________________
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2010. № 4.
Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения (7), с.264-267. 264
Здесь мы представляем результаты исследований
самоиндуцированной генерации терагерцового излу-
чения при использовании аксиконной фокусировки
фемтосекундных лазерных импульсов [7-10,14-17].
Лазерные лучи, преломлённые аксиконной (кониче-
ской) линзой, сходятся к оси симметрии z под ма-
лым углом θ . Вблизи оси формируется так назы-
ваемый бесселев пучок, распространяющийся без
расходимости вдоль z со сверхсветовой скоростью,
приближённо равной фазовой скорости
θcos/cVph = , где c - скорость света. Поперечное
электрическое поле, которое много больше про-
дольного, пропорционально функции Бесселя
)/sin(0 crJ L θω , где r - расстояние до оси z, а Lω -
несущая частота. Поле пучка ионизирует газ, и в
нём распространяется со скоростью сверх-
световой ионизационный фронт и формируется
длинный квазицилиндрический плазменный канал с
длиной
phif VV =
θtan/~ bL , где b - радиус лазерного пучка
на входе в линзу. Радиус канала θω sin/~ Lca и
максимальная плотность плазмы ,
где есть критическая плотность, e
и m - заряд и масса электрона. Лазерное поле уско-
ряет свободные электроны на ионизационном фрон-
те и возбуждает позади него импульс тока. По-
скольку импульс тока бежит со скоростью, равной
θ2
max sin~ cLNN
22 4/ emN LcL πω=
ccVif >= θcos/ , а его характерная длина много
меньше L, то этот ток излучает вперёд под углом θ
к оси z.
2. ПОСТАНОВКА И РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
Для расчёта пространственной структуры облас-
ти ионизации и спектров излучения при пробое газа
бесселевыми пучками будем исходить из решения
точных уравнений Максвелла для самосогласован-
ных электрического E и магнитного B полей:
,
tc
=
∂
∂
−×∇
BE 1 (1)
tc
+
c
=
∂
∂
×∇
EjB 14π , (2)
совместно с уравнением для плотности j электрон-
ного тока в холодной плазме [10,13]
Lm
Ne=ν+
t
SEjj
+
∂
∂ 2
, (3)
и уравнением для плотности плазмы : N
∑= α αNN , ( ααα
α wNN )
t
N
−=
∂
∂
0 . (4)
В формулах (1)-(4) - нелинейное усреднённое
по времени слагаемое, связанное с действием лазер-
ного импульса на свободные электроны; , и
- концентрация ионов, начальная концен-
трация нейтральных частиц и усреднённая вероят-
ность ионизации в единицу времени соответственно,
относящиеся соответственно к частицам типа
LS
αN 0αN
)( LEwα
α ;
- огибающая электрического поля; LE ν - эффек-
тивная частота столкновений электронов с тяжелы-
ми частицами. В качестве ионизируемой среды рас-
сматривается воздух. Считаются выполненными
условия ντωπ /1/2 <<<< pL , где pτ - длительность
лазерного импульса, и предполагается, что
( ) pL meN Φ∇= /S , где - понде-
ромоторный потенциал.
222 4/ LLp mEe ω=Φ
Уравнения (1)-(4) решаются аналитически и чис-
ленно в цилиндрической системе координат
( zr ,, ϕ ). Мы предполагаем, что все величины, вхо-
дящие в уравнения (1)-(4), зависят только от пере-
менных r и ifVzt /−=ξ . В качестве начальных
условий используются условия равенства нулю век-
торов , , E B j и величины при αN −∞→ξ . Гра-
ничными условиями для полей являются условия
излучения при ∞→r .
Для отыскания аналитического решения предпо-
лагаем, что величина отлична от нуля при LE 0<ξ
в малом интервале pτξ ~Δ . В этом интервале ла-
зерный импульс генерирует распределение плотно-
сти плазмы и плотности тока: )(rN
265
00000 )()( zrj rjrj zr += . (5)
Далее решаем уравнения (1)-(3) с 0=LS в об-
ласти 0>ξ , задавая начальные условия на иониза-
ционном фронте, при 0=ξ . Этим условия следую-
щие:
0)0( jj ==ξ , (6)
0)0()0( ==== ξξ BE . (7)
Задавая нулевые начальные условия для полей,
фактически предполагаем, что излученная частота
много меньше обратной длительности лазерного
импульса, благодаря чему можно пренебречь поля-
ризационным откликом плазмы на излучаемой час-
тоте, возникающим за время действия лазерного
импульса [8-10].
Решаем систему уравнений (1)-(3), действуя на
нее преобразованием Лапласа по переменной ξ . Так
как при 0≤ξ поля и равны нулю, то их лап-
ласовские изображения совпадают с их спектрами
Фурье:
E B
{ } { } ξω
ωω de,=, i ξ∫ BEBE (8)
при ωiq −= , где и q ω - переменные преобразова-
ний Лапласа и Фурье соответственно. Получившая-
ся после применения преобразования Лапласа сис-
тема уравнений сводится к уравнению для изобра-
жения Фурье продольного электрического
поля
)(rEzω
),( ξrEz :
,
ω
j
+
κ
rj
rrV
i
iν+ω
=εE+
r
E
κ
εr
rr
0r
if
zω
zω
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
∂
∂
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
∂
∂
∂
∂ 0z
22
4π1 (9)
где
νωω
ω
ε
i
r
r p
+
−= 2
2 )(
1)( (10)
- комплексная диэлектрическая проницаемость
плазмы,
( )
2
22
2 cos)()(
c
rr θεωκ −
= (11)
- квадрат поперечного комплексного волнового чис-
ла.
Сначала решаем уравнение (9) аналитически для
случая однородного плазменного цилиндра с резкой
границей, предполагая, что концентрация плазмы
0NN = при ar ≤ и 0=N при ar > , где – ра-
диус плазменного канала, создаваемого бесселевым
пучком. Решение на границе плазмы при
a
ar = вы-
глядит следующим образом:
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ,κκ
κ
ω
Δκνω
π4
0
0z0r1
if
0
22ω
∫ ⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
×
×
a
p0p
p
p
z
dr'r'jr'J+r'jr'J
V
ir'
aJi+a
=aE
ω
(12)
( )
( )
( )( )
( )( )
,
aH
aH
aaJ
aJ
a
=
v
v
vp
p
p κ
κ
κ
1
κ
κ
κ
εΔ 1
0
1
1
0
10 −
(13)
где , и H - функции Бесселя первого и
третьего родов соответственно; 0
0J 1J )1(
0H , )1(
1
ε - начение з ε пр
N
и
0N= ; ( )p cos
2/12
0 θωκ −= иc/ε cv /sinθκ ω=
значения поп
-
еречного волнового числа в плазме и
вакууме соответственно. Спектр поля в вакууме при
ar > выражается через решение на границе сле-
дующим образом:
)(/)()()( )1(
0
)1(
0 aHrHaErE ppzz κκωω = . (14)
Уравнения (12)-(14) при pca ω/<< позволяют
получить простые выражения для спектра излучения
(т.е. спектра электромагнитных полей вдали от ци-
линдра, при 1>>rpκ ) на не слишком высоких час-
тотах θωω sin/p<< . Если частота столкновений не
очень мала и удовлетворяет условию
,1
sin
ln
sin 2
<<⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
θν
θω
a
c
c
a p (15)
которое в действительности всегда выполнено с
большим запасом, спектр излучения
( ) .
νω
ωθsinπ2
θcosθsin 23
0
2
2
ω
2
2
ω2
ω 2
2
rz
+rc
I=
E
=
E
=Bϕ (16)
Здесь
∫
a
0
00 2 drrjπ=I z (17)
есть полный начальный продольный ток. Как видно
из формулы (16), излучение в низкочастотной (тера-
герцовой) области вызывается продольной компо-
нентой пондеромоторной силы, а частота
THzTHz 2 fπω = , отвечающая максимуму спектра,
равна частоте столкновений электронов ν . Ей же
приблизительно равна и ширина спектра.
Описанные выше закономерности подтвержда-
ются результатами численного моделирования ди-
намики поля и плазмы при ионизации окружающего
воздуха лазерными импульсами, сфокусированными
аксиконной линзой. В численных симуляциях ис-
пользуются формулы для скорости ионизации ато-
мов азота и кислорода [18]. Характерный попереч-
ный размер плазмы и величина её максимальной
плотности сильно зависят от длительности лазерно-
оя газа
го импульса τр, энергии в лазерном импульсе WL и
угла фокусировки θ, однако найденный численно
спектр терагерцового излучения слабо зависит от
этих параметров и его форма близка к даваемой
формулой (16). Рис.1 и 2 показывают результаты
численных расчётов профилей плотности плазмы
N(r) и плотности тока )(0 rj на ионизационном
фронте в условиях проб фемтосекундными
бесселевыми пучками. На Рис.3 приведены соответ-
ствующие этим профилям результаты расчёта спек-
тров излучения для различных значений частоты
столкновений.
Рис.1. Пространственная структура области иони-
зации N(r) в условиях пробоя газа фемтосекундным
бесселевым пучком. В расчёте используются следую-
щие значения параметров: длительность τр=50 фс,
энергия WL =2.5 мДж, угол фокусировки θ=7°
Рис.2. Профиль плотности тока иониза- )(0 rj на
ционном фронте при тех же значениях парамет-
ров, что и на Рис.1
Рис.3. Результаты расчёта спектров из учения
в
л
условиях пробоя газа фемтосекундным бесселевым
пучком при различных значениях эффективной
частоты столкновений электронов ν .
расчётах используются те же значе ияВ н
Представлен ований генера-
ции
ЛИТЕРАТУРА
1. H. Hamster, don, W. White,
2.
3.
4.
5.
n
6.
7.
8.
9.
параметров, что и на Рис.1
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ы результаты исслед
широкополосного терагерцового излучения в
условиях пробоя газа фемтосекундным лазерным
импульсом, сфокусированным аксиконной линзой.
Генерация вызвана возбуждением продольного тока
пондеромоторной силой лазерного импульса на
сверхсветовом ионизационном фронте. Этот ток
излучает в узкий черенковский конус под углом к
направлению распространения, равным углу фоку-
сировки. Максимум и ширина спектра терагерцово-
го излучения определяются частотой столкновений
электронов, которая может быть много меньше мак-
симальной плазменной частоты. Аналитические и
численные результаты, полученные из теоретиче-
ской модели, основанной на точных решениях урав-
нений Максвелла, хорошо объясняют результаты
эксперимента (см. [7]).
Работа выполнена при поддержке Российского
фонда фундаментальных исследований, Совета по
грантам Президента РФ, ФЦП «Научные и научно-
педагогические кадры инновационной России» на
2009-2013 годы.
A. Sullivan, S. Gor
R.W. Falcone. Subpicosecond, electromagnetic
pulses from intense laser-plasma interaction // Phys-
ical Review Letters. 1993, v.71, p.2725-2728.
C. D’Amico, A. Houard, M. Franco, B. Prade,
A. Mysyrowicz, A. Couairon, V.T. Tikhonchuk.
Conical forward THz Emission from femtosecond-
laser-beam filamentation in air // Physical Review
Letters. 2007, v.98, p.235002-1-4.
Y. Zhang, Y. Chen, C. Marceau, W. Liu, Z.-D. Sun,
S. Xu, F. Théberge, M. Châteauneuf, J. Dubois,
S.L. Chin. Non-radially polarized THz pulse emitted
from femtosecond laser filament in air // Optics Ex-
press. 2008, v.16, p.15483-15488.
T. Löffler, F. Jacob, H.G. Roskos. Generation of
terahertz pulses by photoionization of electrically
biased air // Applied Physics Letters. 2000, v.77,
p.453-455.
A. Houard, Y. Liu, B. Prade, V.T. Tikhonchuk,
A. Mysyrowicz. Stro g enhancement of terahertz
radiation from laser filaments in air by a static elec-
tric field // Physical Review Letters. 2008, v.100,
p.255006-1-4.
X. Xie, J. Dai, X.-C. Zhang. Coherent control of
THz Wave generation in ambient air // Physical Re-
view Letters. 2006, v.96, p.075005-1-4.
V.A. Kostin, N.V. Vvedenskii. Ionization-induced
fconversion o ultrashort Bessel beam to terahertz
pulse // Optics Letters. 2010, v.35, p.247-249.
А.М. Быстров, Н.В. Введенский,
рг. Генерация тВ.Б. Гильденбу ерагерцового из-
лучения при оптическом пробое газа // Письма в
ЖЭТФ. 2005, т.82, с.852-857.
V.A. Kostin, N.V. Vvedenskii. Generation of tera-
hertz radiation by superluminous ionization front //
Czechoslovak Journal of Physics. 2006, v.56,
p.B587-B590.
266
267
10.
excitation of plasma oscilla-
11.
ey,
, . By
bserv
12.
of strong terahertz
13.
r pulses and electromagnetic pulse
GENERATION OF TERAHERTZ RADIATION BY AXICON FOCUSING OF IONIZING
We present the results of studying gen waves by a plasma channel which is pro-
duc
И АКСІКОННОМУ ФОКУСУВАННІ
V.B. Gildenburg, N.V. Vvedenskii. Optical-to-THz
wave conversion via
tions in the tunneling-ionization process // Physical
Review Letters. 2007, v.98, p.245002-1-4.
W.P. Leemans, C.G.R. Geddes, J. Faure, Cs. Tóth,
J. van Tilborg, C.B. Schroeder, E. Esar
G. Fubiani, D. Auerbach, B. Marcelis,
M.A. Carnahan R.A. Kaindl, J rd, and
M.C. Mart. O ation of terahertz emission from a
laser-plasma accelerated electron bunch crossing a
plasma-vacuum boundary // Physical Review Let-
ters. 2003, v.91, p.074802-1-4.
M. Chen, A. Pukhov, X.-Y. Peng, O. Willi. Theo-
retical analysis and simulations
radiation from the interaction of ultrashort laser
pulses with gases // Physical Review E. 2008, v.78,
p.046406-1-7.
P. Sprangle, J.R. Peñano, B. Hafizi, C.A. Kapetanakos.
Ultrashort lase
generation in air and on dielectric surfaces // Physi-
cal Review E. 2004, v.69, p.066415-1-18.
14. Н.В. Введенский, В.Б. Гильденбург. Генерация
сильных ленгмюровских полей при оптическом
пробое плотных газов // Письма в ЖЭТФ. 2002,
т.76, с.440-454.
15. I. Alexeev, K.Y. Kim, H.M. Milchberg. Measure-
ment of the superluminal group velocity of an ul-
trashort Bessel beam pulse // Physical Review Let-
ters. 2002, v.88, p.073901-1-4.
16. P. Polesana, M. Franco, A. Couairon, D. Faccio,
P.Di Trapani. Filamentation in Kerr media from
pulsed Bessel beams // Physical Review A. 2008,
v.77, p.043814-1-11.
17. S. Akturk, B. Zhou, M. Franco, A. Couairon,
A. Mysyrowicz. Generation of long plasma channels in
air by focusing ultrashort laser pulses with an axicon //
Optics Communications. 2009, v.282, p.129-134.
18. В.С. Попов. Туннельная и многофотонная иони-
зация атомов и ионов в сильном лазерном поле
(теория Келдыша) // Успехи физических наук.
2004, т.174, с.921-951.
Статья поступила в редакцию 14.06.2010 г.
FEMTOSECOND LASER PULSES
N.V. Vvedenskii, V.A. Kostin
eration of broadband terahertz
ed when high power femtosecond laser pulses are focused in a gas by an axicon lens. The generation is caused
by excitation of a pulse current by the ponderomotive force behind the superluminous ionization front. We show that
the frequency corresponding to the maximum of the radiation spectrum is determined by the electron collision fre-
quency and is almost independent of the maximum plasma frequency.
ГЕНЕРАЦІЯ ТЕРАГЕРЦОВОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ ПР
ІОНІЗУЮЧИХ ФЕМТОСЕКУНДНИХ ЛАЗЕРНИХ ІМПУЛЬСІВ
Н.В. Введенський, В.А. Костін
Представлено результати дослідж терагерцового випромінювання плаз-ень генерації широкосмугового
мовим каналом, що виникають при фокусуванні в газ потужних фемтосекундних лазерних імпульсів аксі-
конної лінзою. Генерація викликана порушенням імпульсу струму пондеромоторною силою позаду сверх-
світового іонізаційного фронту. Показано, що частота, яка відповідає максимуму спектра випромінювання,
визначається частотою зіткнень електронів і майже не залежить від максимальної плазмової частоти.
Н.В. Введенский, В.А. Костин
1. ВВЕДЕНИЕ
2. ПОСТАНОВКА И РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
|