Published December 1, 2017
| Version v1
Publication
Open
Potential terahertz radiation by mode conversion from two-color laser to surface plasma waves
Creators
- 1. China Academy of Engineering Physics
- 2. Peking University
- 3. Institute of Applied Physics and Computational Mathematics
Description
A potential terahertz (THz) radiation source generated by mode conversion from laser to surface plasma waves (SPWs) is proposed. The radiation is produced by a two-color laser interaction with a grating. It is shown that the frequency of the THz radiation can be precisely controlled by the frequency difference of the two-color laser. Two-dimensional (2D) particle-in-cell (PIC) simulations are used to verify this mechanism and the results show that the amplitude of the THz electric field increases nonlinearly with the amplitude of the laser electric field, which theoretically means, before the mechanism fails, the intensity of the radiated THz radiation may reach to a pretty high level as long as the driven laser is intense enough. For our simulations, the intensity of the THz radiation is even more than 10% of the laser. Besides, further analysis shows this mechanism also can be used to generate electromagnetic radiation with many other required frequencies by modifying the period of the grating.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يُقترح مصدر إشعاع محتمل بتيراهيرتز ناتج عن تحويل الوضع من موجات الليزر إلى موجات البلازما السطحية (SPWs). يتم إنتاج الإشعاع عن طريق تفاعل ليزر ثنائي اللون مع حاجز شبكي. وقد تبين أنه يمكن التحكم بدقة في تردد إشعاع التيراهرتز من خلال اختلاف تردد الليزر ثنائي اللون. تُستخدم محاكاة الجسيمات ثنائية الأبعاد في الخلية (PIC) للتحقق من هذه الآلية وتظهر النتائج أن سعة المجال الكهربائي للتيراهيرتز تزداد بشكل غير خطي مع سعة المجال الكهربائي بالليزر، مما يعني نظريًا، قبل فشل الآلية، أن شدة إشعاع التيراهيرتز المشع قد تصل إلى مستوى عالٍ جدًا طالما أن الليزر المدفوع شديد بما فيه الكفاية. بالنسبة لعمليات المحاكاة لدينا، تبلغ شدة إشعاع التيراهرتز أكثر من 10 ٪ من الليزر. إلى جانب ذلك، يُظهر المزيد من التحليل أن هذه الآلية يمكن استخدامها أيضًا لتوليد إشعاع كهرومغناطيسي مع العديد من الترددات الأخرى المطلوبة عن طريق تعديل فترة الحاجز الشبكي.Translated Description (French)
Une source potentielle de rayonnement térahertz (THz) générée par conversion de mode du laser aux ondes de plasma de surface (SPW) est proposée. Le rayonnement est produit par une interaction laser bicolore avec un réseau. Il est montré que la fréquence du rayonnement THz peut être contrôlée avec précision par la différence de fréquence du laser bicolore. Des simulations bidimensionnelles (2D) de particules dans la cellule (PIC) sont utilisées pour vérifier ce mécanisme et les résultats montrent que l'amplitude du champ électrique THz augmente de manière non linéaire avec l'amplitude du champ électrique du laser, ce qui signifie théoriquement, avant que le mécanisme ne tombe en panne, que l'intensité du rayonnement THz rayonné peut atteindre un niveau assez élevé tant que le laser excité est suffisamment intense. Pour nos simulations, l'intensité du rayonnement THz est même supérieure à 10% du laser. En outre, une analyse plus approfondie montre que ce mécanisme peut également être utilisé pour générer un rayonnement électromagnétique avec de nombreuses autres fréquences requises en modifiant la période du réseau.Translated Description (Spanish)
Se propone una fuente de radiación potencial de terahercios (THz) generada por la conversión de modo de láser a ondas de plasma de superficie (SPW). La radiación es producida por una interacción láser de dos colores con una rejilla. Se muestra que la frecuencia de la radiación THz puede controlarse con precisión mediante la diferencia de frecuencia del láser de dos colores. Se utilizan simulaciones bidimensionales (2D) de partículas en células (PIC) para verificar este mecanismo y los resultados muestran que la amplitud del campo eléctrico de THz aumenta de forma no lineal con la amplitud del campo eléctrico del láser, lo que teóricamente significa que, antes de que el mecanismo falle, la intensidad de la radiación de THz radiada puede alcanzar un nivel bastante alto siempre que el láser activado sea lo suficientemente intenso. Para nuestras simulaciones, la intensidad de la radiación THz es incluso superior al 10% del láser. Además, un análisis adicional muestra que este mecanismo también se puede utilizar para generar radiación electromagnética con muchas otras frecuencias requeridas modificando el período de la rejilla.Files
1.5001778.pdf
Files
(93 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
|
93 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- إشعاع تيراهيرتز المحتمل عن طريق تحويل الوضع من موجات ليزر ثنائية اللون إلى موجات بلازما سطحية
- Translated title (French)
- Rayonnement térahertz potentiel par conversion de mode du laser bicolore aux ondes de plasma de surface
- Translated title (Spanish)
- Radiación potencial de terahercios por conversión de modo de láser de dos colores a ondas de plasma de superficie
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2775812886
- DOI
- 10.1063/1.5001778
References
- https://openalex.org/W1949141328
- https://openalex.org/W1964621723
- https://openalex.org/W1983965579
- https://openalex.org/W1993726837
- https://openalex.org/W2001966294
- https://openalex.org/W2010196849
- https://openalex.org/W2022089610
- https://openalex.org/W2033439669
- https://openalex.org/W2050367282
- https://openalex.org/W2071096109
- https://openalex.org/W2075373739
- https://openalex.org/W2077983162
- https://openalex.org/W2088349846
- https://openalex.org/W2109035692
- https://openalex.org/W2109494485
- https://openalex.org/W2287854647
- https://openalex.org/W2318187575
- https://openalex.org/W2323917567
- https://openalex.org/W2336880320