基于强激光等离子体相互作用的强场太赫兹辐射源研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangzdh2008
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FHz科学急需发展更高功率的THz源。强场THz源的稀缺己成为现代THz研究体系中的一大软肋。在THz频段研究激光一等离子体相互作用不但为人们研究极端条件下的等离子体动力学提供了机会,也为研究新的强场THz辐射源提供了可能。   本论文第一部分对我们实验室基于强激光等离子体相互作用的新型THz强场辐射源的实验研究工作做了系统的介绍。   针对基于大气通道的THz辐射源所遭遇的随入射激光能量增强而面临的饱和问题,我们提出了一种非常容易操作的方法,仅用一个光阑来控制泵浦激光的光束尺寸,提高了双色光泵浦机制的能量转化效率,在实验中观察到了大于8倍的THz辐射电场强度增强现象,即辐射能量增强了70倍。   针对我们工作的重点——固体密度等离子体,我们实验室利用TW激光和固体靶相互作用,在0.1sr的立体角内观测到了靶前向单发能量高达微焦量级的强源。在此基础上,我们对这种新型THz辐射源的各种性质进行了多方面的考察,通过控制各种实验参数,如激光入射角,能量,偏振,对比度,以及靶材料,靶结构等,对源的输出效率进行了优化。我们发现THz辐射源的输出强度随入射激光能量的增加单调增强,并且和预等离子体尺度密切相关。我们在对各种实验数据和结果分析处理的基础上,提出了一种全新的THz辐射产生机制,认为在大角度斜入射时,我们观察到的THz辐射的电流源是在靶面静电场和静磁场共同作用下自发形成的靶面电流。   本论文第二部分介绍了我在博士就读期间在实验室建设方面所做的工作,主要是利用LabVIEW开发平台,针对我们实验室使用的激光器和靶场的特殊需要,自主开发或主持设计了几套自动控制系统,主要包括靶台三维平动调节控制系统,三阶相关仪控制系统,以及适用于低重复频率激光器的光束自定位系统。
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