Диссертация (1102749), страница 5
Текст из файла (страница 5)
ТГц сигнал на частоте 91 ГГцрегистрировался с помощью гетеродинного детектора. Контролируя временную задержкумежду импульсами накачки, удалось добиться увеличения энергии ТГц излучения напорядок [46]. При этом ТГц сигнал имел максимум на оси филамента и был поляризоваллинейно, и его поляризация не зависела от поляризаций исходных лазерных импульсов.В [62] показан рост ТГц сигнала с увеличением длительности лазерного импульсапри условии постоянной входной мощности. Излучение титан-сапфировой лазернойсистемы длительностью от 40 до 120 фс, энергией 15 мДж фокусировалось в помощьюлинзы с фокусным расстоянием 2 м в газовую ячейку с давлением 1 бар, наполненнуюксеноном.
Выходная мощность лазерного излучения во всех экспериментах составлялапримерно 1.5 ГВт. ТГц сигнла регистрировался на частоте 100 ГГц с помощьюгетеродинного детектора.Влияние среды на выход ТГц излучения исследовался в работах [62, 53]. СравнениеТГц излучения филамента в ксеноне и воздухе показало, что в ксеноне энергия сигнала напорядок больше. В [53] проведено сравнение ТГц генерации в воздухе, ксеноне, аргоне икриптоне. Наибольшая эффективность ТГц генерации была обнаружена в ксеноне,причиной чему, по мнению авторов [53], является наибольшее по сравнению с другимиисследованными газами значение сечения столкновения электронов в ксеноне.§2. Влияние внешнего электростатического поля на энергию и направленностьтерагерцового излучения при филаментации лазерного излученияСхема генерации ТГц излучения при фотоионизации воздуха при наличиивнешнего поперечного электростатического поля была впервые продемонстрирована в2000 г.
в работе [63] и позднее использована в [64 – 67]. В [63] для генерации плазмылазерное излучение на длине волны 775 нм, длительностью 150 фс и энергией 500 мкДжфокусировалось между пластинами конденсатора с напряжением 850 В. ТГц сигналдетектировался с помощью кристалла ZnTe. Схема генерации ТГц излучение вприсутствие внешнего электростатического поля показана на рис. 1.5. ЗарегистрированноеТГц излучение было достаточно хорошо коллимировано.19by a Static Electric Fieldélien Houard,1 Yi Liu,1 Bernard Prade,1 Vladimir T. Tikhonchuk,2 and André Mysyrowicz1,*ratoire d’Optique Appliquée, ENSTA, Ecole Polytechnique, CNRS UMR 7639, Palaiseau, 91761 FranceLasers Intenses et Applications, Université Bordeaux 1, CEA, CNRS UMR 5107, Talence, 33405 France(Received 6 March 2008; published 26 June 2008)Дальнейшееисследованиепоказало,чтоинтенсивностьWe observe a 3 order of magnitude enhancement of the terahertz energy radiated by a femtosecondlse undergoing filamentationin air in the presenceof a static electricfield.
Measurementsof terahertzувеличиваетсяпри увеличениинапряженияв конденсатореlse duration, spectrum, polarization, and radiation pattern elucidate the physical processes responsiblethis radiation. A theoreticalmodelexplains theнаresultsand predicts anotherсигналанаходитсяоси филамента[65]. 3 orders of magnitudehancement with a terawatt laser pulse.ТГцэмиссии[64], при этом максимум ТГцВ [64] лазерное излучение на длине волны 775 нм, длительностью 150 фс, энергиейOI: 10.1103/PhysRevLett.100.255006PACS numbers: 52.59.Ye, 41.60.!m, 52.25.Os, 52.38.Hbдо 500 мкДж и частотой повторения 1 кГц фокусировалось между обкладками плоскогоконденсатора в газовую камеру, заполненную азотом под давлением 1 – 46 бар.
Показанwith увеличенииan infrared source[5]. We presentв anконденсатореanalytical model при фиксированномon front produced byростan intenseТГц femtosecсигнала принапряженияexplaining all observed features.e propagating in air is the source of a terв газовойа такжепри увеличениив условиях постоянногоA commercialTi:sapphirechirped pulseдавленияamplified laseradiation emitted in давленииa narrow conein the ячейке,chain, delivering 50 fs duration pulses at 800 nm, with aon [1,2]. The radiation is produced by theвнешнегоmaximum energy of 10 mJ per pulse operating at a repecillations of the plasmaleft in theполя.wake ofrate of 100наHz,or a similarsystemat 1 kHzization front.
These plasma oscillationsareВ [65] лазерноеtitionизлучениедлиневолны800operatingнм, длительностью50 фс, энергиейwas used. The laser beam was focused in air by a convexponderomotive force of the laser pulse andto form a повторенияplasma filament100withГцa typicalmped by electron collisionson a picosecondимпульса10 мДж иlensчастотойили length1 кГцof использовалось для5 cm. A static electric field (also referred to as a dc bias)radiation is emitted by a dipolelike strucплазменногоканаладлинойпорядкасм в воздухеwas appliedto theionized regionalong5 directionX (per- между обкладкамиthe speed of light; itобразованияis therefore similartopendicular to the filament axis Z) by placing two copperemission created by a pair of oppositeплоского конденсатора.Энергия ТГц сигнала измерялась с помощью болометра приplane electrodes across the filament; see Fig.
1(a). These of the simplicity in its implementation,length was5 cm and the maximumfielde is suitable for manyapplications. It4 reтемпературеК, а electrodeдиаграмманаправленностиТГц appliedизлучения– при помощиwas 10 kV=cm. To characterize the THz radiation emergcal element or crystal in the path of theing fromregion 100betweenelectrodes,вращалсяseveral detecaser which would beгетеродинногоprone to damageдетектораorна theчастотеГГц,theкоторыйвокруг оси филамента.tors were used. A bolometric detector cooled to 4 K inon, and is therefore easily scalable to higherТГц сигнала3 порядкабыло atдостигнутопри увеличенииconjunctionwith a наbandpassfilter centered1.3 THz. In contrast to otherУвеличениеmethods such asэнергииfour(bandwidth "1 THz) measured the THz pulse energyf femtosecond pulses at frequencies ! andнапряжения между обкладкамиконденсатора от 0 до 6 кВ/см.(see [6] for details).
The angular radiation pattern wasphase sensitive adjustment or precise alignmeasured with a heterodyne detector sensitive to thepulses. Another attractive feature is the factce can be placed in the proximity of distantthereby the long-standing problem posedattenuation of THz radiation in air due toisplacing the onset of ionization is easilyher imposing a negative linear chirp to theser pulse or by enlarging the beam diameterr, we show that the THz radiation from theis highly sensitive to the presence of atric field. We demonstrate an enhancementРис.
1.5 Схема генерации ТГц излучения при филаментации излучения на основнойby 3 orders of magnitude and show how aement by at least another 3 ordersof mag-титан-сапфирового лазера в присутствии поперечного внешнегочастотеbe easily obtained. This enhanced sourceэлектростатического поля из работы [65]dvantages discussed above since the staticbe placed in front of the sample. The THzobtained in the laboratory Использованиеwith a 2 mJпродольного электростатического поля [ 68 ] также позволилоulse is already sufficiently intense to allowFIG. 1 (color online).
Experimental method for THzдобитьсяростаТГц generationсигнала (a)наand3 forпорядка.Для(b).формирования плазмы инфракрасноеharacterization by nonlinearmixingin airTHz detection=100(25)=255006(4)лазерное излучение длительностью 50 фс, энергией 15 мДж, частотой повторения255006-1© 2008 The American Physical Societyимпульсов 100 Гц фокусировалось в атмосферный воздух с помощью линзы с фокуснымрасстоянием 1 м или 1.5 м.
Филамент образовывался в пространстве между двумяэлектродами с круглыми отверстиями в центре, расположенными перпендикулярноплазменному каналу. ТГц сигнал на частоте 100 ГГц регистрировался с помощьюгетеродинного детектора. Диаграмма его направленности в этом случае сохраняетконическую форму.20pure transition-Cherenkov radiation !data not shown".5,6agnitude.9The similarity of the radiation pattern and polarizationpaper, we follow this idea and demonstrate thatproperties of this enhanced terahertz emission with the caseof the terahertz emission from laser filament iswithout the external electric field indicates that it has thethree orders of magnitude if one applies a staticalong the filament axis.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
