太赫茲譜及相關(guān)控制在物理，生物，醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域均有所應(yīng)用，而產(chǎn)生于氣體和固體等離子體的太赫茲輻射頻率可達(dá) 100THz，最近研究表明將泵浦光與其二次諧波形成的雙色場將有效地產(chǎn)生高達(dá) MV/cm 強(qiáng)度的太赫茲輻射，這種由線性偏振的激光驅(qū)動的輻射由于氣體等離子體的調(diào)制，其偏振將由線偏振變?yōu)闄E圓偏振。而為獲得可控偏振的輻射，橢圓偏振，圓偏振等激光脈沖則用于產(chǎn)生所需的太赫茲輻射。
本文提出將靜磁場加在雙色線偏振激光傳輸軸線上，輻射方向可由磁場方向控制，磁場強(qiáng)度為 100T 時(shí)，電子的回旋振蕩頻率遠(yuǎn)高于等離子體振蕩頻率，而輻射頻率在回旋振蕩頻率附近，并可由磁場強(qiáng)度調(diào)節(jié)。在該條件下，磁場控制等離子體振蕩，而且影響著等離子體電子的軌跡，進(jìn)而產(chǎn)生這樣的輻射特征。由于回旋頻率遠(yuǎn)大于等離子體頻率，輻射為多周期的包絡(luò)，因而輻射為窄帶譜。
如圖 1 所示為真空中沿-x 方向傳播的太赫茲輻射的空間分布，磁場為 178T 沿+x 方向。與此對比，無磁場時(shí)輻射由虛線表示，此時(shí)輻射與其他研究工作一致，均為單周期波形。而加上磁場之后，輻射具有了 y和 z 兩個(gè)方向的分量，兩個(gè)分量具有相同的頻率，并且具有位相差。
如圖2所示為輻射的時(shí)間波形，可見輻射為 5THz，與回旋振蕩頻率相等，y和z 分量則相差 pi/2 位相，當(dāng)磁場方向翻轉(zhuǎn)時(shí)，位相則改變?yōu)?pi/2，如圖 2 所示。太赫茲輻射過程主要發(fā)生如下：首先，通過電離產(chǎn)生了等離子體和靜電流，電流進(jìn)一步驅(qū)動了等離子體中的靜電振蕩場，該場在等離子體邊界轉(zhuǎn)換為電磁輻射，沒有靜磁場時(shí)，電子具有沿激光極化方向的速度，即 z 方向，而加上 x 方向磁場后，電子則在 y-z 平面旋轉(zhuǎn)，因此輻射也具有了 y 和 z 分量。未來可實(shí)現(xiàn)全光控制的磁控雙色場產(chǎn)生THz 輻射源。
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