Генерация терагерцового излучения релятивистскими лазерными импульсами на поверхности толстых твердотельных мишеней и тонких фольг

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Экспериментально исследована генерация терагерцового излучения при взаимодействии мультитераваттных лазерных импульсов с поверхностью толстых твердотельных мишеней и металлических фольг. Зарегистрированы импульсы с энергией до 7 мкДж в спектральной области <3ТГц в направлении зеркального отражения от поверхности CaF2 мишени. Зависимость энергии терагерцового импульса WTHz от интенсивности лазерного импульса Iα L аппроксимируется степенной функцией WTHz ∼ Iα L. При фиксированном значении длительности и переменной энергии лазерного импульса показатель степени лежит в интервале α ≈ 1.5 ... 2.8, при фиксированном значении энергии и изменении длительности α ≈ 1.

Об авторах

А. В Митрофанов

Российский квантовый центр, Территория инновационного центра “Сколково”; Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; Физический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова

Email: mitralex@inbox.ru
Москва, Россия; Москва, Россия; Москва, Россия

М. В Рожко

Российский квантовый центр, Территория инновационного центра “Сколково”; Физический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова

Москва, Россия; Москва, Россия

М. М Назаров

Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Москва, Россия

Н. В Якушкин

Российский квантовый центр, Территория инновационного центра “Сколково”; Физический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова

Москва, Россия; Москва, Россия

А. А Воронин

Российский квантовый центр, Территория инновационного центра “Сколково”; Физический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова

Москва, Россия; Москва, Россия

А. Б Федотов

Российский квантовый центр, Территория инновационного центра “Сколково”; Физический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова

Москва, Россия; Москва, Россия

Д. А Сидоров-Бирюков

Российский квантовый центр, Территория инновационного центра “Сколково”; Федеральное государственное бюджетное учреждение “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; Физический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова

Москва, Россия; Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. P. D. Maker, R. W. Terhune, and C. M. Savage, Proc. 3rd Int. Quantum Electr. Conf. Paris (1963); Dunod (Paris) (1964), v.II, p. 1559.
  2. N. G. Basov, V. A. Boiko, V. A. Dement’ev, O. N. Krokhin, and G. V. Sklizkov, JETP 24, 659 (1967).
  3. J. F. Ready, Effects of High Power Laser Radiation, Academic Press, N.Y. (1971).
  4. P. Gibbon, Short pulse laser interactions with matte: an Introduction, Imperial College Press, London (2005).
  5. F. Brunel, Phys. Rev. Lett. 59, 52 (1987).
  6. P. Gibbon, Phys. Rev. Lett. 73, 664 (1994).
  7. D. W. Forslund, J. M. Kindel, K. Lee, E. L. Lindman, and R.L. Morse, Phys. Rev. A 11, 679 (1975).
  8. W. L. Kruer and K. Estabrook, Phys. Fluids 28, 430 (1985). s
  9. D. W. Forslund, J. M. Kindel, and K. Lee, Phys. Rev. Lett. 39, 284 (1977).
  10. S. C. Wilks, W. L. Kruer, M. Tabak, and A. B. Langdon, Phys. Rev. Lett. 69, 1383 (1992).
  11. T. Kluge, T. Cowan, A. Debus, U. Schramm, K. Zeil, and M. Bussmann, Phys. Rev. Lett. 107, 205003 (2011).
  12. M. Schnürer, M. P. Kalashnikov, P. V. Nickles, Th. Schlegel, W. Sandner, N. Demchenko, R. Nolte, and P. Ambrosi, Phys. Plasmas 2, 3106 (1995).
  13. H. Schwoerer, P. Gibbon, S. Dusterer, R. Behrens, C. Ziener, C. Reich, and R. Sauerbrey, Phys. Rev. Lett. 86, 2317 (2001).
  14. C. Zulick, B. Hou, F. Dollar, A. Maksimchuk, J. Nees, A. G. R. Thomas, Z. Zhao, and K. Krushelnick, New J. Phys. 15, 123038 (2013).
  15. D. von der Linde, T. Engers, G. Jenke, P. Agostini, G. Grillon, E. Nibbering, A. Mysyrowicz, and A. Antonetti, Phys. Rev. A 52, R25(R) (1995).
  16. F. Quere, C. Thaury, P. Monot, S. Dobosz, P. Martin, J.-P. Geindre, and P. Audebert, Phys. Rev. Lett. 96, 125004 (2006).
  17. A. Tarasevitch, K. Lobov, C. Wuünsche, and D. von der Linde, Phys. Rev. Lett. 98, 103902 (2007).
  18. O. Jahn, V. E. Leshchenko, P. Tzallas, A. Kessel, M. Kruüger, A. Muünzer, S. A. Trushin, G. D. Tsakiris, S. Kahaly, D. Kormin, L. Veisz, V. Pervak, F. Krausz, Z. Major, and S. Karsch, Optica 6, 280 (2019).
  19. A. V. Mitrofanov, D. A. Sidorov-Biryukov, M. V. Rozhko, S. V. Ryabchuk, A. A. Voronin, and A. M. Zheltikov, Opt. Lett. 43, 5571 (2018).
  20. Y. T. Li, C. Li, M. L. Zhou et al. (Collaboration), Appl. Phys. Lett. 100, 254101 (2012).
  21. G.-Q. Liao, Y.-T. Li, C. Li, S. Mondal, H. A. Hafez, M. A. Fareed, T. Ozaki, W.-M. Wang, Z.-M. Sheng, and J. Zhang, Phys. Plasmas 23, 013104 (2016).
  22. G.-Q. Liao, Y.-T. Li, C. Li et al. (Collaboration), Phys. Rev. Lett. 114, 255001 (2015).
  23. М. М. Назаров, П. A. Щеглов, А. А. Гарматина, М. В. Чащин, З. Ч. Маргушев, К. А. Бжеуми-хов, А. В. Митрофанов, Д. А. Сидоров-Бирюков, А. М. Жёлтиков, В. М. Гордиенко, В. Я. Панченко, Квантовая электроника 52, 811 (2022).
  24. A. Poyé, S. Hulin, M. Bailly-Grandvaux, J.-L. Dubois, J. Ribolzi, D. Raffestin, M. Bardon, F. Lubrano-Lavaderci, E. D’Humiéres, J. J. Santos, Ph. Nicolai’, and V. Tikhonchuk, Phys. Rev. E 91, 043106 (2015).
  25. P. Rg.czka, J. Cikhardt, M. Pfeifer, J. Krasa, M. Krupka, T. Burian, M. Krus, T. Pisarczyk, J. Dostal, and R Dudzak, Plasma Phys. Controll. Fusion 63, 085015 (2021).
  26. F. Consoli, V. T. Tikhonchuk, M. Bardon et al. (Collaboration), High Power Laser Sci. Eng. 8, e22 (2020).
  27. Z. Jin, H.B. Zhuo, T. Nakazawa, J. H. Shin, S. Wakamatsu, N. Yugami, T. Hosokai, D.B. Zou, M. Y. Yu, Z. M. Sheng, and R. Kodama, Phys. Rev. E 94, 033206 (2016).
  28. S. Herzer, A. Woldegeorgis, J. Polz, A. Reinhard, M. Almassarani, B. Beleites, F. Ronneberger, R. Grosse, G. G. Paulus, U. Hubner, New J. Phys. 20, 063019 (2018).
  29. A. Woldegeorgis, S. Herzer, M. Almassarani, S. Marathapalli, and A. Gopal, Phys. Rev. E 100, 053204 (2019).
  30. G. Liao, Y. Li, H. Liu et al. (Collaboration), Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 116, 3994 (2019).
  31. A. D’Arco, M. Di Fabrizio, V. Dolci, M. Petrarca, and S. Lupi, Condens. Matter 5, 25 (2020).
  32. X. Fu, Y. Liu, Q. Chen, Y. Fu, and T. J. Cui, Front. Phys. 10, 869537 (2022).
  33. G. Vampa, T. J. Hammond, M. Taucer et al. (Collaboration), Nat. Photonics 12, 465 (2018).
  34. E. A. Nanni, W. R. Huang, K. H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. Dwayne Miller, and F. X. Kiartner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
  35. D.B. Milosevic, Phys. Rev. A 105, 053111 (2022).
  36. H. A. Hafez, X. Chai, A. Ibrahim, S. Mondal, D. Ferachou, X. Ropagnol, and T. Ozaki, J. Opt. 18, 093004 (2016).
  37. P. Salaen, M. Basini, S. Bonetti, J. Hebling, M. Krasilnikov, A. Y. Nikitin, G. Shamuilov, Z. Tibai, V. Zhaunerchyk, and V. Goryashko, Phys. Rep. 836, 1 (2019).
  38. P. B. Glek and A. M. Zheltikov, J. Appl. Phys. 131, 103104 (2022).
  39. P. B. Glek, A. A. Voronin, V. Ya. Panchenko, and A. M. Zheltikov, Laser Phys. Lett. 17, 055401 (2020).
  40. X.-B. Wang, G.-Y. Hu, B.-F. Shen, H.-B. Tang, Z.-M. Zhang, and Yu-Q. Gu, AIP Adv. 12, 055002 (2022).
  41. P. B. Glek and A. M. Zheltikov, Sci. Rep. 12, 7660 (2022).
  42. A. Tarasevitch, C. Dietrich, C. Blome, K. Sokolowski-Tinten, and D. von der Linde, Phys. Rev. E 68, 026410 (2003).
  43. M. Hashida, A.F. Semerok, O. Gobert, G. Petite, Y. Izawa, and J. F. Wagner, Appl. Surf. Sci. 197, 862 (2002).
  44. K. Adumi, K. A. Tanaka, T. Matsuoka, T. Kurahashi, T. Yabuuchi, Y. Kitagawa, R. Kodama, K. Sawai, K. Suzuki, K. Okabe, T. Sera, T. Norimatsu, and Y. Izawa, Phys. Plasmas 11, 3721 (2004).
  45. M. Lenzner, J. Krüger, S. Sartania, Z. Cheng, C. Spielmann, G. Mourou, W. Kautek, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 80, 4076 (1998).
  46. C. Bellei, J. R. Davies, P. K. Chauhan, and Z. Najmudin, Plasma Phys. Control. Fusion 54, 035011 (2012).
  47. E. Yazdani, R. Sadighi-Bonabi, H. Afarideh, Z. Riazi, and H. Hora, J. Appl. Phys. 116, 103302 (2014).
  48. M. M. Nazarov, P. A. Shcheglov, V. V. Teplyakov, M. V. Chashchin, A. V. Mitrofanov, D.A. Sidorov-Biryukov, V. Y. Panchenko, and A. M. Zheltikov, Opt. Lett. 46, 5866 (2021).

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах