31651

بررسي تابش تراهرتز در پلاسما با چگالي الكتروني نوساني

كارشناسي ارشد

فيزيك اپتيك ليزر

1401

1403/08/19

دكتر شهاب نوروزيان علم-دكتر بيژن غفاري قمي

دكتر فرهاد بختياري

فيزيك

روش هاي مختلفي براي توليد تابش تراهرتز وجود دارد. تكنيك هاي غير پلاسمايي براي توليد تراهرتز (نظير كريستال هاي الكترواپتيكي، آنتن هاي نيمه رسانا و آنتن هاي نوررسانا و... ) داراي معايبي مانند بهره پايين و شكست مواد در اعمال ليزر هاي پرتوان هستند. در مقابل پلاسما يك محيط اميدواركننده براي توليد قوي تابش تراهرتز است كه مي تواند بر مسئله شكست مواد هنگام اعمال ليزرهاي پرتوان فائق آيد. در اين پايان نامه ما بر روي توليد تابش تراهرتز بر پايه برهمكنش ليزر با پلاسما كار مي كنيم. پلاسما به عنوان يك محيط غيرخطي مي تواند توان هاي بسيار بالاي ليزر را تحمل كند بدون آنكه آسيب ببيند كه اين منجر به توليد تابش تراهرتز با بهره بالا مي شود. طرح هاي مختلفي بر پايه برهمكنش ليزر با پلاسما وجود دارد، توليد تابش تراهرتز توسط زنش دو ليزر با فركانس و عدد موج مختلف در پلاسما داراي پتانسيل هاي زيادي در مورد دامنه تابش تراهرتز، بهره و تنظيم پذيري است. اين پايان نامه درباره، توليد تابش تراهرتز (THz) با زنش دو پرتوي ليزر فضايي- گاوسي با فركانس ‌ها و تعداد موج متفاوت، اما ميدان‌ هاي الكتريكي يكسان و جايي كه نيروي پاندرماتيو در جهت عرضي به دليل زنش و تغييرات فضايي در حوزه ليزر ايجاد مي ‌شود، بررسي مي كند. تاثير فركانس برخورد الكترون خنثي بر توليد موج THz در پلاسماي برخوردي مورد بحث قرار گرفته است. در پلاسماي برخوردي، با افزايش فركانس برخورد، حساسيت نيمرخ دامنه نسبت به فاصله عرضي كاهش مي يابد. دامنه تراهرتز (THz) كه به شدت به مقدار فركانس برخورد پلاسما بستگي دارد، به صورت خطي با افزايش دامنه چگالي نوساني، افزايش مي يابد. دامنه تراهرتز (THz) با كاهش عرض پرتوي ليزر، افزايش مي يابد. اين اثر در پلاسمايي با فركانس برخورد پايين، قويتر از پلاسمايي با فركانس برخورد بالا مي باشد. براي داشتن بهترين انطباق فازي دقيق، عدد موج چگالي نوساني نرمال بايد با افزايش فركانس موج زنش نرمالسازي شده، افزايش يابد.

1403/09/14

Investigation of terahertz radiation in plasma with fluctuating electron density

1/1/1900 12:00:00 AM

There are many methods to generate THz radiation. Non-plasma based techniques to generate THz (such as electro optic crystals, semiconductor and photoconductive antennas, etc.) have some drawbacks such as low conversion efficiency, narrow bandwidth of emitted THz radiation, and material breakdown material in high power laser pulses. In contrast, plasma is a promising medium to generate strong THz radiation which can overcome the damage problem of neutral materials when the energy of lasers is high. In the thesis, we work on plasma based THz radiation generation schemes where plasma as a nonlinear medium can handle very high power lasers which this leads to generate THz radiation with high efficiency and also plasma has an added advantage of not having damage limit. There are various schemes based on laser plasma interaction, THz radiation generation by beating of two lasers of different frequencies and wave numbers in plasmas has shown tremendous potential in terms of amplitude of THz radiation, efficiency and tunability. This thesis is about the production of terahertz (THz) radiation by the weighing of two spatial-Gaussian laser beams with different frequencies and wavenumbers, but the same electric fields, and where the pondermotive force in the transverse direction is created due to the weighing and spatial changes in the laser field. Will check. The impact of neutral electron collision frequency on THz wave generation in impinging plasma is discussed. In the impinging plasma, the sensitivity of the amplitude profile to the transverse distance decreases with the increase of the impingement frequency. The terahertz (THz) amplitude, which strongly depends on the value of the plasma impingement frequency, increases linearly with the increase of the shock wave frequency. The terahertz (THz) range increases as the laser beam width decreases. This effect is stronger in plasma with low collision frequency than plasma with high collision frequency. For the best accurate phase matching, the normalized oscillatory density wavenumber should increase as the frequency of the normalized oscillating wave increases

تابش ترا هرتز , پلاسما , ليزر گاوسي , نيروي پاندروماتيو , فركانس برخرود

Terahertz radiation , Plasma , Gaussian Laser , Pondermotive Force , Collision Frequency

mahdi heydari

Dr. Shahab Norouzian Alam - Dr. Bijan Ghafary Ghomi