Диссертация (1102749), страница 4
Текст из файла (страница 4)
[9], the electronelectric field of the laser, since one would expect theэллиптически.Рис. 1.3 Угловые распределения ТГц излучения плазменных каналов филамента сразличными длинами из работы [45]16261503-2Jahangiri et al.Appl. Phys. Lett. 99, 261503 (2011)FIG. 2. Typical power spectrum and interferogram (inset) of THz pulseemitted from argon clusters (laser energy, 30 mJ; backing pressure, 7 MPa).spectrum was observed in the forward and backward directions. The angular distribution of THz waves was measuredFIG. 3. (Color online) Angular distribution of THz radiation for laserРис.the1.4ТГцsetupизлучение,распространяющеесяenergyof 30 mJ and backing pressure of 7 MPa. в направлении, противоположномdetectionaboutwith resolution of 4! by rotatingthe center of the glass chamber.
Figure 3 shows a typicalthrough an #10mm aperture излучения,at 70 mm from theзарегистрированноеplasma) andangular distribution measuredat 7 MPa backingpressure.направлениюраспротсранениялазерногов коротких22.5 KV/sr (90 V through an #10 mm aperture at 150 mmEach data point was plotted by averaging of 150 pulses, andfrom the plasma)каналахwas detectedвfromthe plasma of argon gasthe standard deviation was 5%. The highest THz power wasплазменныхэкспериментах[54]and argon cluster, respectively. Slabs of glass with knowndetected at 630! and 6140! with respect to the laser propaabsorption coefficients11 were used to attenuate the signal.gation direction. In a symmetric pattern, the backward peaksTherefore,ТГцTHz energyper unit solid angleobserved from ar-каналов размера порядкаthe setup configurationlimare expected to be at 6150! , butУгловоераспределениеизлученияплазменныхgon clusters was about two orders of magnitude higher thanited our measurement to an angle of 6140! .
Nonetheless, thefrom argon gas. Since the total solid angles, in whichpeaks observed at 6140! appeared consistent with the40 мкм исследовалось вthat[ 56 ].Такой источник ТГц излучения был названthese average signals could be detected from argon gas andexpected symmetric pattern. The direction of maximum THzargon clusters, were #0.2 sr and #1.1 sr, respectively, aemission was found to depend on plasma length, which wasмикроплазменным[56].излучениедлиневолныroughly 600-foldenhancement наin totalTHz pulseenergy 800 нм, с длительностьюestimated from imagesof fluorescent light scattered fromthe Лазерноеwas found. Fig.
5 shows the energy dependence of total THzplasma, and was controlled by the F-number of the focusingradiationfrom argonповторенияclusters as comparedfrom ar- фокусировалось в воздух100фс, энергиейдо 65мкДж,частотой1 withкГцthatжесткоlens. The angle of themaximumTHz peak changesin progon gas, at the same atomic density. The strong THz radiaportion to (k/L)1/2, where k and L are the wavelength andtion originatesfrom the localdensityof thecluster target,plasma length, respectively(Fig. 4(a)).линзыIn additionto theс помощьюс численнойапертурой0.85.ТГцсигналмикроплазменного источникаwhich is much higher than that of argon gas and results indirections of strongest THz emission, considerable THz radi!high laser absorption.
From the bolometer parametersation was also observed in the forward direction (0 ).регистрировался электроптическимметодом с использованием кристалла ZnTe.(amplification factor, 100; optical responsivity, 1.6 V/mW),Through the experiments, this emission was found not to bethe total THz pulse energy was roughly estimated as #1 nJ/caused by asymmetry in the plasma’s shape. The measureПродемонстрировано,что ТГцсигналмикроплазмыраспространяетсяпод углом порядкаpulse forargon gas,which is consistentwith previousments show that theTHz waves were radially polarized.reports.3,12However, the THz radiation observed in the forward direcThe THz polarizationpropertiesand the dependence oftion (0! ) was elliptically90°polarized.к направлению распространениялазерногоизлучения.emission divergence on plasma length observed in thisWe compared the THz radiation from argon clustersexperiment are consistent ТГцwith the expectationsfor radiationwith that from argon gas at Дляthe sameулучшенияatomic density of направленностиизлученияв одноцветной схеме былоgenerated by ponderomotive charge separation3 and1017 cm"3, for different laser energies.
THz radiation from12transition-Cherenkov radiation (TCR). However, thoseargon gas was generated and detected by using the setupпредложенопоследовательныхфиламента[57]. В эксперименте [57] дваmechanismscan explain only forwardradiation; and backshown in Fig. 1, afterfilling the chamberиспользоватьwith argon gas.
At дваward radiation which has been observed here (Fig. 3) has notlaser energy of 70 mJ, an average signal of 0.2 KV/sr (4 Vинфракрасных лазерных импульса длительностью 40 фс, энергией по 1.1 мДж,полученные с помощью интерферометра Маха-Цендера, фокусировались в атмосферныйвоздух с помощью двух линз с фокуснымрасстоянием 10 см. Расстояние междуFIG. 4. (Color online) (a) Angle of maximum THz emission versus plasma length.(b) Enhancementof THz wave power in the с помощью подвижногоимпульсами в пространстве и во времениконтролировалисьforward direction by circularly polarizedlaser light compared with linearly polarizedlaser ТГцlight.зеркала интерферометра и линии задержки.сигнал образующихся двух филаментоврегистрировался с помощью гетеродинного детектора.
Результирующее угловоераспределение ТГц излучения в этом случае представляло собой сектор конуса, ширинакоторого варьировалась путем изменения задержки между лазерными импульсами,Downloaded 06 Jan 2013 to 152.3.102.242. Redistribution subject to AIP license or copyright; see http://apl.aip.org/about/rights_and_permissionsгенерирующими филаменты.В [43, 45, 53] показано, что ТГц излучение одноцветного филамента поляризованолинейно в радиальном направлении к оси филамента независимо от направленияполяризации лазерного излучения.
Для анализа поляризационных свойств ТГц сигналафиламента в работах [43, 45, 53] используется ТГц поляризатор, представляющий собой17металлическую решетку, расположенную перед детектором ТГц сигнала (в данном случаеиспользовался гетеродинный детектор).Позднее в работах [ 58 , 59 ] зарегистрировано (электро-оптическим методом)эллиптически поляризованное ТГц излучение, распространяющееся вдоль оси филамента.В [58, 59] лазерное излучение на длине волны 800 нм, длительностью 50 фс, энергиейимпульса 1.15 мДж и частотой повторения 1 кГц фокусировалось в атмосферный воздух.Длина образующегося плазменного канала составляла 2 см. Поляризация импульсанакачки контролировалась с помощью пластинки λ/2.
ТГц излучение регистрировалосьэлектроптическим детектором. Для анализа поляризации ТГц сигнала использовался ТГцполяризатор, аналогичный тому, что описан в работах [43, 45, 53]. Показано, чтонаправление поляризации ТГц сигнала вращается при изменении направления линейнойполяризации лазерного излучения, при этом ТГц излучение эллиптизируется.Эллиптически поляризованный ТГц сигнал в одноцветной схеме был такжезарегистрирован в [ 60 ] при использовании циркулярно поляризованного лазерногоимпульса накачки.
В эксперименте [60] лазерное излучение на длине волны 800 нм,длительностью 130 фс, энергией до 50 мДж, частотой повторения 10 Гц фокусировалось ватмосферный воздух с помощью короткофокусной линзы. Лазерное излучение имелоциркулярную поляризацию, задаваемую с помощью пластинки λ/2. Длина плазменогоканала при энергии лазерного испульса 50 мДж составляла 5 мм.Для генерации эллиптически поляризованного ТГц излучение в одноцветной такжепредложено приложить внешнее электростатическое поле, создавая филамент междуобкладками спирального конденсатора [61].
В эксперименте для образования плазменногоканала длиной порядка 4 см излучение титан-сапфирового лазера на длине волны 800 нм,длительностью 40 фс, энергией 3 мДж и частотой повторения 1 кГц фокусировалось ватмосферный воздух между обкладками спирального конденсатора с помощью линзы сфокусным расстоянием 40 см.
Регистрация ТГц сигнала проводилась электрооптическимметодом с помощью кристалла ZnTe. Для анализа поляризации ТГц волн использовалсяТГц поляризатор, расположенный на пути коллимированного ТГц пучка к детектору.Вращение поляризации оптического излучения осуществлялось с помощью пластинкиλ/2.Для увеличения энергии ТГц сигнала в одноцветной схеме было предложеноиспользовать два лазерных импульсов с небольшой временной задержкой для созданиядвух последовательных филаментов, перекрывающихся в пространстве [42, 46]. Вэкспериментах [46] использовалось излучение Терамобиля на длине волны 800 нм, сдлительностью 150 фс и энергией до 300 мДж и титан-сапфировой лазерной системы на18длине волны 800 нм, с длительностью 50 фс и энергией до 15 мДж.
Излучение накачкиразделялось на два пучка в интерферометре Маха-Зендера так, что временную задержкумежду ними можно было контролировать. Оба пучка фокусировались в атмосферныйвоздух с помощью линз с различными фоксными расстояниями. При этом образовывалисьдва филамента, перекрывающиеся в пространстве. Длины плазменных каналов зависелиот условий фокусировки и варьировались от 5 до 50 см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
