بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله تابش تراهرتز ناشی از انتشار پالس لیزر فمتوثانیه در هوا را مورد بررسی قرار میدهیم. شدت پالس لیزر را 1.43" 1012 W/cm2 در نظر می گیریم. با حل عددي معادله شرودینگر غیر خطی حاکم بر دامنه ي میدان الکتریکی پالس لیزر و معادلات حاکم بر چگالی پلاسما و میدان عقبه، تولید تابش تراهرتز را مدل سازي می نماییم. در این مدل پهناي زاویه اي تابش تراهرتز کمتر از پهناي زاویه اي تابش یک دوقطبی منفرد می باشد که با نتایج تجربی ساز گاري دارد.
مقدمه
انتشار پالسهاي الکترومغناطیسی اهمیت بنیادي در علوم محض و کاربردي دارند. در سالهاي اخیر توجه زیادي به تولید رشتههاي نوري ناشی از انتشار پالسهاي قوي لیزر فمتوثانیه در جو شده است.[1] چنانچه توان ورودي پالس لیزرنزدیک توان بحرانی باشد پدیدههایی مانند پهنشدگی طیفی، کوتاه شدن دوام مؤثر پالس، همگرایی و خود کانونی پالس، بازتابش غیر خطی ، تولید کانال پلاسما، تولید رشتهي نوري، تولید میدان عقبه و نهایتاً تابش تراهرتز را خواهیم داشت،.[2-5] تولید پلاسما و یونیزاسیون مولکولهاي هوا در اثر فرایند هاي غیر خطی مانند یونیزاسیون چندفوتونی و تونلی صورت می گیرد که در این فرایند ها اثر کر نقش به سزایی دارد.
[6] پلاسماي تولید شده در این روش به طور محلی خنثی نمی باشد و به خاطر نیروي پیشران - - Pondermotive، جدایی بار در راستاي انتشار بین الکترونها و یونها اتفاق میافتد. میدان ناشی از این جدایی بار را میدان عقبه می نامیم - . [7] - wakefield این جدایی بار موجب القاي دوقطبیهاي لحظهاي جهتیافته در راستاي رشتهي پلاسما میشود. در اثر نوسان دوقطبیهاي طولی با فرکانس لانگمور، موج الکترومغناطیسی با همان فرکانس تابش میشود که در طیف امواج تراهرتز قرار دارد. از آنجاییکه چگالی الکترونها در اثر بازترکیب نسبت به زمان کاهش می یابد، دامنه و فرکانس امواج تراهرتز تابشی نیز با زمان کاهش خواهد یافت.
علاوه بر این به دلیل تغییرات چگالی الکترون ها نسبت به مکان، الگوي تابش زاویه اي امواج تراهرتز نیز با الگوي تابش دوقطبی کمی متفاوت خواهد بود. در این مقاله به مدل سازي الگوي زاویه اي تابش مذکور اشاره خواهد شد. امواج تراهرتز کاربردهاي فراوانی دارد از جمله در ارتباطات رادار و مایکروویو، طیفسنجی تراهرتز، تصویرسازي غیرمخرب پزشکی و ایجاد نویز در ارتباطات رادیویی9]،. [ 8 معادلات اساسی حاکم در انتشار پالس لیزر فمتوثانیه در هوا در انتشار پالس لیزر در هوا، پدیدههاي مهم و تأثیرگذار مانند پراش، اثر خودکانونی کر، واگرایی پالس لیزر در اثر پلاسما، یونیزاسیون چندفوتونی و تونلی را در نظر می گیریم. توان لیزر را طوري فرض می کنیم که فقط یک رشته پلاسما تشکیل شود.
