University of Science and Technology of China

THz 辐射新途径—超强激光脉冲与杆靶相互作用

李志超

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提纲

I. 背景介绍II. 个人想法III. 建模，计算IV. 结论

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背景介绍

什么是 THz 辐射？ 亚毫米波段的辐射 有哪些应用？ 生物成像，半导体成像，材料扫

描，气体辨别，潜在生命探测，表面化学，聚变诊断研究等

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THz 研究简介

• 早期—电子学调频• 近期—短激光脉冲与物质相互作用

G.L.Carr Nature 420,153(2002)

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THz 研究简介

高能量转换效率使得短激光脉冲与物质相互作用的研究越来越热！

Z-M Sheng PRL 94,095003(2005) V. B. Gildenburg PRL 98,245002(2007)

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想法 强激光与杆靶相互作用 —产生大量超热电子和 MA 回流电流

PRL 92, 095001(2004)

PoP 11, 2806(2004)

如此强大的回流电流能否产生强 THz 辐射？

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建模

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计算

外源电荷正比于激光脉冲的时间积分

回流电流的形式最终可得

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计算

计算公式

计算结果

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计算

在 xy 平面内辐射最强

辐射能谱

辐射功率

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结果

给定条件： T=30fs,L=100um,Q=0.5nC

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结果

在 xy 平面每立体角辐射能量为 3.5*10E-4J/sr 峰值功率能够达到 4.8*10E9W/sr 总辐射能量能够达到 2.3*10E-3J 辐射集中在 3*10E13Hz 的角频率附

近

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结论

超强激光杆靶相互作用 VS 传统 THz 源

辐射功率：高 2 － 3 个量级

辐射能量：高 3 个量级

转换效率：高 2 － 3 个量级

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