激光参数影响太赫兹辐射的数值模拟

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２Ｏ卷第６期　强　激　光　与　粒　子　束　ＶＯ１．２Ｏ，Ｎｏ．６　２００８年６月　ＨＩＧＨ　ＰＯＷＥＲ　ＬＡＳＥＲ　ＡＮＤ　ＰＡＲＴＩＣＬＥ　ＢＥＡＭＳ　Ｊｕｎ．，２００８　文章编号：１００１—４３２２（２００８）０６—０９４３—０５　激光参数影响太赫兹辐射的数值模拟　余同普，　马燕云，　常文蔚，　银　燕，　田成林，　邵福球　（国防科学技术大学理学院物理系，长沙４１００７３）　摘要：　利用２维ＰＩＣ程序模拟了聚焦激光脉冲垂直入射非均匀等离子体，在界面激发超强太赫兹辐射　的物理过程，研究了激光强度、脉宽和焦斑半径对太赫兹辐射功率和频率的影响，并和模式转换理论作了对比。　结果表明：激光强度是影响太赫兹辐射功率的主要因素；当脉宽在等离子体波长附近时，激起的静电波振幅最　大，此时对应的太赫兹辐射最强；同时存在一个最优的焦斑半径，使得辐射功率最大。　关键词：太赫兹辐射；ＰＩＣ模拟；激光等离子体；线性模式转换；激光尾流场　中图分类号：Ｏ４３４．３　文献标识码：　Ａ　随着激光技术的发展，最近十几年来，惯性约束核聚变和粒子加速研究取得了一系列重要进展［１－４］，极大地　促进了激光等离子体物理及其应用研究。基于激光等离子体相互作用的新型太赫兹辐射源因其巨大的应用前　景成为人们研究的一个热点。早在十几年前，Ｈａｍｓｔｅｒ［５　］等人在研究激光尾流场加速时就从理论上预言了激　光等离子体相互作用激发太赫兹辐射，并首次在实验中观察到了４．６　ＴＨｚ的电磁脉冲；Ｔ．Ｌｏｆｔｉｅｒ［　］等提出了　利用电偏移气体的光致电离和超强飞秒激光激发太赫兹辐射的方案，并研究了其转化效率。此后，Ｐｒｏｕｌｘ［胡在　实验中通过超强激光脉冲的成丝和等离子体通道激发了太赫兹辐射，Ｃｈｅｎｇ［妇等人对此从理论上做了分析和　解释。近年来，盛政明［１　］等利用１维和２维ＰＩＣ程序详细研究了激光垂直入射和斜入射非均匀等离子体时　激发的太赫兹波，提出了线性模式转换理论，获得了功率高达Ｍｗ量级的太赫兹辐射，并解析地得到了能量转　化效率的表达式，较好地解释了Ｈａｍｓｔｅｒ等人的相关实验结果；武慧春［１　则在此基础上进一步研究了磁化等　离子体中太赫兹辐射的问题，并提出了单周期等离子体波辐射ＴＨｚ的新机制。本文的工作是在盛政明的相关　研究基础上，利用数值模拟的方法重点研究了聚焦的激光脉冲垂直入射等离子体时，激光强度、脉宽和焦斑半　径等参数对太赫兹辐射功率和频率的影响，并和模式转换理论作了比较。　１　ＰＩＣ模拟条件和太赫兹辐射的产生　我们采用２Ｄ３Ｖ含碰撞的ＰＩＣ模拟程序ＰＬＡＳＩＭ［１４－１５３，模拟系统的尺寸为１５０Ａ。×８０Ａ。（　。为激光在真空　中的波长，　ｏ—ｌ１　０６　ｍ），等离子体区间分布和密度分布：在ｚ一６０Ａ。～１００１。为线性分布，其密度由０．０００　４ｎ　递增到　。一０．００１　２ｎ　（　为等离子体的临界密度，　＝９．９３６×１０　。ｃｍ　）；在ｚ一１００，１。～１４０Ａ。为均匀分布，　密度保持　。不变，其它区域为真空。ｚ方向左右边界均为Ｌｉｎｄｍａｎ吸收边界，Ｙ方向为周期性边界。Ｓ偏振的　激光从左边界垂直入射，其强度在Ｙ方向为高斯分布，激光脉冲波形为ａ　一口。ｓｉｎ　（Ｔｔｔ／ｖ　）ｅｘｐ（一Ｙ　／２Ｒ　），Ｏ≤￡　≤ｒ　，其中ａ。一Ｏ．４６６，ｒ　一２０ｔｏ（ｔｏ为激光的周期），Ｒ一１５Ａ。，对应的激光强度峰值Ｊ。一３．０×１０＂Ｗ／ｃｍ　。初　始粒子的速度分布为Ｍａｘｗｅｌ１分布，电子温度为３００　ｅＶ，离子温度是电子温度的１／３。这里模拟的等离子体　为完全电离的氢等离子体，推动电子、离子的多时标因子为１Ｏ。模拟中网格数取为１　０２４×５１２，模拟电子和离　子个数各为１×１Ｏ　。　为了便于和激发的超强辐射作对比，我们采用的入射激光偏振方向为　方向，此时，它只包含有横向（　方　向）的磁场分量和　方向的电场分量。图１所示是ｔ－－９８２．４２　ｆｓ时空间磁场Ｂ　，电场Ｅ以及ｔ一６８０．１４　ｆｓ时　电场　的分布示意图。从图１（ａ）和（ｃ）我们可以清晰地看出，在激光等离子体界面处有强烈而稳定的电磁波　辐射出来；图１（ｄ）所示为界面左端电磁波的时间演化图，经诊断其中心频率约为７　ＴＨｚ，产生的电场强度接近　ＧＶ／ｍ，瞬时峰值功率高达Ｍｗ量级，相应的能量转化效率约为０．０３　，相比其它实现ＴＨｚ源的方法［１６－１８］，这　个功率和转化效率是比较高的。此外，从图１（ｂ）还可以看到纵向的电场分量只分布在等离子体内部，由于入射　・收稿日期：２００８－０１－２５｝　修订日期：２００８—０５—１２　基金项目：国家自然科学基金资助课题（１０５０５０３１，１０５０５０３０，１０６０５０３８）　作者简介：余同普（１９８２一），男，安徽岳西人，博士研究生，从事激光等离子体相互作用方面研究ｉ　ｙｉｔｉａｎｊｉａｎ１８８６（￣ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ｃａ。　维普资讯 http://www.cqvip.com ９４４　强　激　光　与　粒　子　束　第２Ｏ卷　激光为Ｓ偏振，可见其本质是激光在等离子体中激发的电子静电波。　Ｂ．　０　０４０　０　－－０　０ｌ　７　５　＼　０　００５　０　＼　０　００７　５　０．０２７　５　０．０２６　０　■。．。　。。　／２。　￡　／２。　■。．。　：　＼　０　Ｏ２　Ｏ　１　８　●　／２。ｔ／ｒ，　Ｆｉｇ．１　Ｓｎａｐｓｈｏｔｓ　ｏｆ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ　Ｂ　（ａ）ａｎｄ　ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ　（ｂ）ａｔ￡　９８２。４２　ｆｓ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ　Ｅ　（ｃ）ａｔ　ｔ＝６８０。１４１　ｆｓ；（ｄ）Ｔｉｍｅ　ｈｉｓｔｏｒｙ　ｏｆ　ＴＨｚ　ｆｉｅｌｄ　ｅｍｉｔｔｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｌｅｆｔ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　图１￡＝９８２。４２　ｆｓ时Ｂ　，　和ｔ＝６８０．１４　ｆｓ时　的空间分布图，以及太赫兹波的时间演化　２激光参数对太赫兹辐射的影响　首先我们模拟不同激光强度下的太赫兹辐射。为此，保持等离子体密度及区域分布不变，人射激光的脉宽　固定为ｄ　一３０Ａ。，焦斑半径Ｒ—ｌ５　。。为了和线性模式转换的相关结论作对比，这里的入射激光都是弱相对论　激光，强度由３．０×１０＂Ｗ／ｃｍ。递增到１。２×１０　Ｗ／ｃｍ。，图２所示是对应的太赫兹辐射的频谱分析。可以看　到，随着人射激光强度的增大，中心辐射频率基本保持不变，而辐射功率显著增大。模拟结果表明，强度为１．２　×１０　Ｗ／ｃｍ。的激光激发的太赫兹辐射功率接近３Ｏ　Ｍｗ，是相同条件下强度为３．０×１０＂Ｗ／ｃｍ。的激光的　１５倍左右。图３所示为辐射的瞬时峰值功率与激光强度的关系。线性拟合的结果表明，辐射功率正比于激光　强度的平方，即　Ｐ　ＯＣ　ＯＣ　ａ　（１）　也就是说，保持其它参数不变，对于弱相对论激光，强度增大到２倍，辐射的功率将增大到４倍。可见，改变人　射激光的强度是调节辐射功率的一个非常有效的手段。与盛政明相关模拟结果［１阳对比，这里图２所示太赫兹　＝　ｊ　＼　＼　龟　∞　∞　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ＴＨｚ　，。　／（１０”Ｗ．ｃｍ　）　Ｆｉｇ．３　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｐｅａｋ　ｐｏｗｅｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｓ　ｌｆ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｐｕｌｓｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｆｉｇ．２　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒａ　ｆｏｒ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｌａｓｅｒ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ　图２不同激光强度的频谱图　图３　辐射功率与激光强度关系图　维普资讯 http://www.cqvip.com

第６期　余同普等：激光参数影响太赫兹辐射的数值模拟　９４５　辐射的中心频率更加明显。此外，从模拟结果还可以看出，随着激光强度的增大，辐射的频谱宽度总体上逐渐　变大，但变化幅度不是很大，保持了较好的辐射单一性，这正是我们所希望的理想结果。　在不均匀等离子体中，对于单个激光脉冲波形为ａ　＝ａ。ｓｉｎ。（￣ｔ／ｒ　）ｅｘｐ（一　。／２Ｒ。）的入射激光，在弱相对　论极限下，电子静电波的幅值表示为Ｌｌ。　Ｅ　（∞　，ｄＬ）一（ｍｏｏ　ｃ／ｅ）（ｎ５／４）ｓｉｎ（ｎｄＬ　）（［１一（　Ｌ　Ｐ）。］１—０．２５１１—０．２５（　Ｌ　）。］　）　质量。根据模式转换理论，辐射谱可写成　（２）　这里ｄ。　为人射激光的脉宽；∞　为局域等离子体频率，它与每一点的等离子体密度对应；　一２；ｒｃ／，ｏ　；　为电子　Ｓ（∞　，Ｌ，０，ｄＬ）一呀［ｑ（∞　，Ｌ，　）］Ｅ　（∞ｐ，ｄＬ）　（３）　式中：∞　＝∞／∞Ｐｏ，∞Ｐｏ一（４　７ｃ　。Ｐ。／　）　。为　。对应的等离子体频率；　为激光入射角；Ｌ为等离子体标长；叩为模式　转化效率，与激光参数如入射角、等离子体密度标长等有关。对于不均匀性比较小的等离子体模型，为了研究　的方便，可用中心辐射频率∞来代替∞　，将之近似当作均匀等离子体处理。这样，根据上面的粒子模拟结果，　对于固定的等离子体参数和激光脉宽，增大激光强度，辐射频率∞基本不变，考虑到ｒ／与激光强度无关，因此辐　射谱Ｓ仅由静电波的振幅决定，且应该与ａ３即　成正比。可见，激光越强，静电波振幅越大，对应的辐射越　强。我们的数值模拟结果和理论分析符合得很好。　在此基础上我们讨论激光脉宽对太赫兹辐射的影响。为此，保持激光强度Ｉ。一３．０×１０＂Ｗ／ｃｍ。和等离　子体初始分布不变，焦斑半径Ｒ一１５；ｔ。，仅改变脉宽ｄ　，得到的频谱如图４所示。可以看到随着脉宽的增大，辐　射的中心频率总体上变小。在我们的模拟条件下，∞Ｐｏ／２；ｒ一９．８　ＴＨｚ，对应的等离子体波长　Ｐｏ一２；ｒｃ／，ｏＰｏ＝　２８．９　。，可见辐射频率都低于等离子体频率∞∞，也就是说等离子体频率决定了系统辐射的最高频率。同时，我　们还可以看到随着脉宽的增大，对应的辐射功率先逐渐增大，当脉宽为３０；ｔ。即ｄ　≈１．０３；ｔ∞时达到一个峰值，　然后逐渐减小。可见，对于一定强度的激光入射，存在一个最优的脉宽使得界面处辐射的太赫兹波最强，脉宽　过大，辐射的频谱宽度变大，单色性变差。在我们的模拟条件下，计算表明此最优脉宽对应的辐射功率约２．０　ＭＷ，是脉宽为２０Ａ。时的２倍左右。此外，我们还模拟了不同激光强度时最优脉宽的位置。图５为激光强度　分别取３．０×１０¨，６．０×１０＂，９．０×１０＂和１．２×１０坫Ｗ／ｃｍ。时太赫兹辐射的瞬时峰值功率与激光脉宽的关系　图。可见，不同强度的激光入射时，对应的最优辐射脉宽依然在３０；ｔ。附近，即ｄ。　≈１．０３；ｔｐｏ，这初步说明激发　太赫兹辐射的最优脉宽与激光强度无关。然而值得注意的是，虽然改变脉宽同样可以调节辐射功率，但显然没　有改变激光强度有效。　ｊ　Ｏ　电　０　Ｆｉｇ．４　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｆｏｒ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　Ｆｉｇ．５　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｐｅａｋ　ｐｏｗｅｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｓ　ｆｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｐｕｌｓｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｆｏｒ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　图４不同激光脉宽激发太赫兹波的频谱　图５不通脉宽时辐射功率与激光强度关系图　在模式转换理论中，对于式（２），由于不同的脉宽激发的中心辐射频率∞不同，但和最高辐射频率相差不　大，我们不妨令ｄ　≈　Ｐｏ—　，　∞　ｃ／４　—ａ，这样式（２）就简化为　Ｅ　（∞，ｚ）一３ａａ３ｓｉｎ（￣ｘ）／［－（１一ｚ。）（１—４ｚ。）］　（４）　对式（４）求极值可知：当　。　一１．０９即ｄ　／　Ｐｏ一１．０９时静电波的振幅达到最大值Ｅ舳　，显然　。　的取值与激光　强度无关。图６所示为我们模拟条件下，激光强度ｊ。一３．０×１０＂Ｗ／ｃｍ。时不同脉宽的激光激起的静电波振　幅分量Ｅ，可以清晰地看到当ｄ　／　∞≈１时静电波的振幅最大，这和上面的理论分析结果一致。然而，在模式　转换理论中，由于辐射谱Ｓ的解析表达式非常繁杂，模式转化效率也对应好多种模型，并且对于聚焦脉冲，　失　维普资讯 http://www.cqvip.com

９４６　强　激　光　与　粒　子　束　第２Ｏ卷　去了原来的意义，因此很难精确给出最大辐射功率对应　的最优脉宽，而我们这里的模拟结果初步表明：对于固定　的等离子体初始条件，在静电波振幅最大处，辐射功率同　时达到了最大。　对于聚焦的激光脉冲，焦斑半径是一个非常重要的　参数。在研究焦斑大小对辐射的影响时，我们固定入射　激光的强度Ｊ。一３．０×１０¨Ｗ／ｃｍ　，脉宽ｄＬ一３０Ａ。，将激　光的焦斑半径由５　。递增到４０Ａ。，模拟结果如图７所示。　可见，随着Ｒ的增大，辐射的中心频率逐渐变小，而辐射　功率先增大，然后逐渐减小。当Ｒ—ＩＯＡｏ≈０．３５Ａｐ０时达　Ｆｉｇ．６　Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｉｅｌｄ　ｏｂｔａｉｎｅｄ口５　ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈ　到一个最大值，此时对应的辐射功率约是焦斑为２０Ａ。时　图６静电场分量Ｅ随脉宽ｄＬ／），ｐ的变化　的２．７倍，约３　Ｍｗ。可见，与脉宽相似，在其它条件不变时，同样存在一个最优的焦斑半径使得辐射最强。我　们还模拟了不同激光强度时最优焦斑半径的大小，观察其是否随着激光强度的变化而变化，结果如图８所示　可以看到，最优焦斑半径与激光强度无关，均在ＩＯＡ。（０．３５Ａ叩）附近。超过这个最优的焦斑半径时，若继续增大　焦斑的大小，辐射功率会越来越小。在物理图像上，聚焦激光入射稀薄等离子体时，由于焦斑大小不同，激起　的尾流场振幅也有所不同，根据模式转换理论，那么在界面处激发的太赫兹波强度肯定不同；焦斑半径过大或　者过小均不利于激发太赫兹辐射。这对于具体的实验研究具有一定的参考价值。　Ｆｉｇ．７　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　Ｆｉｇ．８　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｐｅａｋ　ｐｏｗｅｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｓ　ａ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｏｒ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｆｏｃｕｓｅｄ　ｒａｄｉｕｓ　ｔｈｅ　ｆｏｃｕｓｅｄ　ｒａｄｉｕｓ　ｆｏｒ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｌａｓｅｒ　ｐｕｌｓｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　图７不同焦斑半径的激光激发太赫兹辐射的频谱　图８不同激光强度时辐射功率与焦斑半径的关系图　在模式转换理论中，对于聚焦的激光脉冲，由于光脉冲的有限横向尺度，激发的等离子体波既有纵向的周　期结构，也有横向的结构，结果相当于多路激光脉冲斜入射到不均匀等离子体。此时辐射光谱可由下式表　示　ＳＲ，２Ｄ（　，ｃｃＪ，Ｒ）一０．２５Ｒｋ　ｐ０　ｃｃＪ　（ｃｏｓ０）一　ｅｘｐ［一（Ｒｋ　ｐ０　ｃｃＪ　ｔａｎ０）　／４－１　（５）　式中：Ｒ为激光的焦斑半径；０为辐射角，一９０。≤　≤９０。；ｋｐ０—２　ｐ０，　ｐ０—２　ｃ／　ｐ０，　ｐ０为　。对应的等离子体频　率。由于辐射角０与激光的焦斑半径等因素有关，目前还没有解析的表达式，只能给出一些具体的算例。而根　据我们上面的粒子模拟，结果表明存在一个最优的焦斑半径Ｒ印　≈０．３５Ａｐ０，此时对应的辐射最强　通过以上的数值模拟，我们可以看出，激光强度是影响辐射功率的主要因素，它可以有效增大静电波的振　幅，从而使得通过模式转换得到的太赫兹辐射显著增强。然而根据我们的粒子模拟，这里的入射激光不能太　强，否则激发的尾流场会很快饱和，从而辐射功率的进一步增大。事实上，模式转换理论只适用于弱相对　论激光，对于相对论激光，不再满足静电波的振幅正比于激光强度，因此式（１）也不成立。　３　结　论　本文利用２Ｄ３Ｖ　ＰＩＣ程序模拟了聚焦的激光脉冲垂直入射非均匀等离子体，在界面激发太赫兹辐射的物　理过程；研究了激光强度、脉宽和焦斑半径等因素对辐射功率及频率的影响，并和模式转换理论的结果作了对　比。结果表明：对于弱相对论激光，改变入射激光的强度可以有效调节太赫兹辐射功率；对于固定的等离子体　初始条件，当脉宽在　叩附近时激起静电波振幅最强，此时对应的太赫兹辐射最强。粒子模拟结果还表明，存在　维普资讯 http://www.cqvip.com

第６期　余同普等：激光参数影响太赫兹辐射的数值模拟　９４７　一个最优的焦斑半径（Ｒ　≈Ｏ．３５　ｐｏ）使得辐射最强，且中心辐射频率会随着焦斑半径的增大而减小。我们的　模拟结果与模式转换理论符合得很好，同时得到了解析理论暂时无法得到的一些结论，这对于太赫兹辐射机制　和实验研究具有参考意义。　参考文献：　［１］Ｂｏｎｄｎｅｒ　Ｓ，Ｃｏｌｏｍｂａｎｔ　Ｄ，Ｇａｒｄｎｅｒ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．Ｄｉｒｅｃｔ　ｄｒｉｖｅ　ｌａｓｅｒ　ｆｕｓｉｏｎ；ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｃｔｓ［Ｊ］．Ｐｈｙｓｉｃｓｏｆ　Ｐｌａｓｍａ，１９９８，５（５）：１９０１—１９１８．　［２］ｓｒ＇ａｎｇｌｅ　Ｐ，Ｅｓａｒｅｙ　Ｅ，Ｔｉｎｇ　Ａ．Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｔｅｎｓｅ　ｌａｓｅｒ　ｐｕｌｓｅ　ｉｎ　ｐｌａｓｍａ［Ｊ］．ＰｈｙｓＲｅｖＡ，１９９０，４１（８）；４４６３—４４６９．　［３］Ｓｐａｎｇｌｅ　Ｐ，Ｅｓａｒｅｙ　Ｅ，Ｋｒａｌｌ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇｕｉｄｉｎｇ　ｏｆ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｌａｓｅｒ　ｐｕｌｓｅ　ｉｎ　ｐｌａｓｍａ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ　Ｒｅｖ　Ｌｅｔｔ，１９９２，６９（１５）；２２００—　２２０３．　［４］Ｅｓａｒｅｙ　Ｅ，Ｓｐｒａｎｇｌｅ　Ｐ，Ｋｒａｌｌ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．Ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｏｆ　ｐｌａｓｍａ－ｂａｓｅｄ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｃｅｐｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　Ｐｌａｓａｍ　Ｓｃｉ，１９９６，２４；２５３．　［５］Ｈａｍｓｔｅｒ　Ｈ，Ｓｕｌｌｉｖａｎ　Ａ，Ｇｏｒｄｏｎ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｓｕｂｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｐｕｌｓｅｓ　ｆｒｏｍ　ｉｎｔｅｎｓｅ　ｌａｓｅｒ－ｐｌａｓｍａ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ　Ｒｅｖ　Ｌｅｔｔ，　１９９３，７１（１７）：２７２５－２７２８．　［６］Ｈａｍｓｔｅｒ　Ｈ，Ｓｕｌｌｉｖａｎ　Ａ，Ｇｏｒｄｏｎ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｓｈｏｒｔ—ｐｕｌｓｅ　ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｈｉｇｈ－ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ－ｌａｓｅｒ－ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｐｌａｓｍａｓ［Ｊ］．ＰｈｙｓＲｅｖ　Ｅ，１９９４，　４９（１）：６７１－６７７．　［７］Ｌｏｆｔｉｅｒ　Ｔ，Ｒｏｓｋｏｓ　Ｈ　Ｇ．Ｇａｓ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｅｒａｈｅｒｔｚ－ｐｕｌｓｅ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ｌａｓｅｒ－ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｐｌａｓｍａ［Ｊ］．．，Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ，　２００２，９１（５）：２６１１－２６１４．　［８］Ｐｒｏｕｌｘ　Ａ，Ｔａｌｅｂｐｏｕｒ　Ａ，Ｐｅｔｉｔ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｆａｓｔ　ｐｕｌｓｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｃｒｅａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｓｅｌｆ－ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｆｉｌａｍｅｎｔ　ｏｆ　ａ　ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ　Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅ　ｌａｓｅｒ　ｐｕｌｓｅ　ｉｎ　ａｉｒ［Ｊ］．Ｏｐｔ　Ｃｏｍｍｕｎ，２０００，１７４：３０５—３０９．　［９］Ｃｈｅｎｇ　Ｃ　Ｃ，Ｗｒｉｇｈｔ　Ｅ，Ｍｏｌｏｎｅｙ　Ｊ．Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｐｕｌｓｅｓ　ｆｒｏｍ　ｐｌａｓｍａ　ｃｈａｎｎｅｌｓ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ　ｌｉｇｈｔ　ｓｔｒｉｎｇｓ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ　Ｒｅｖ　Ｌｅｔｔ，２００１，８７：２１３Ｏ０１．　［１Ｏ］　Ｓｈｅｎｇ　ｚ　Ｍ，ｗｕ　Ｈ　ｃ，Ｌｉ　Ｋｕｎ，ｅｔ　ａ１．Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｖａｃｕｕｍ－ｐｌａｓｍａ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｄｒｉｖｅｎ　ｂｙ　ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ　ｉｎｔｅｎｓｅ　ｌａｓｅｒ　ｐｕｌｓｅｓ［Ｊ］．　ＰｈｙｓＲｅｖ　Ｅ，２００４，６９：０２５４０１．　［１１］Ｓｈｅｎｇ　ｚ　Ｍ，Ｋｕｎｉｏｋｉ　Ｍ，Ｚｈａｎｇ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｐｕｌｓｅｓ　ｆｒｏｍ　ｌａｓｅｒ　ｗａｋｅｆｉｅｌｄｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｌｉｎｅａｒ　ｍｏｄｅ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ　Ｒｅｖ　Ｌｅｔｔ，２００５，９４；０９５００３．　［１２］Ｓｈｅｎｇ　ｚ　Ｍ，Ｋｕｎｉｏｋｉ　Ｍ，Ｚｈａｎｇ　Ｊ．Ｐｏｗｅｒｆｕｌ　ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｌａｓｅｒ　ｗａｋｅ　ｆｉｅｌｄｓ　ｅｘｃｉｔｅｄ　ｉｎ　ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｐｌａｓｍａｓ［Ｊ］．Ｐｈｙｓｏｆ　Ｐｌａｓ—　ｍａｓ，２００５，１２：１２３１０３．　［－１３］ｗｕ　Ｈ　Ｃ，Ｓｈｅｎｇ　Ｚ　Ｍ，Ｄｏｎｇ　Ｑ　Ｌ，ｅｔ　ａ１．Ｐｏｗｅｒｆｕｌ　ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｌａｓｅｒ　ｗａｋｅｆｉｅｌｄｓ　ｉｎ　ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｍａｇｎｅｔｉｚｅｄ　ｐｌａｓｍａｓ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ　ＲｅｖＥ，２００７，７５；０１６４０７．　［１４］马燕云，常文蔚，银燕，等．激光等离子体相互作用的２．５维粒子模拟程序［Ｊ］．计算物理，２００２，１９（４）；３１１－３１６．（Ｍａ　Ｙ　Ｙ，Ｃｈａｎｇ　Ｗ　Ｗ，　Ｙｉｎ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．５／２　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｃｏｄｅ　ｏｆｌａｓｅｒ－ｐｌａｓｍａ．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００２，１９（４）；３１１－３１６）　［１　５］Ｍａ　Ｙ　Ｙ，Ｓｈｅｎｇ　ｚ　Ｍ，Ｌｉ　Ｙ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ｄｅｎｓｅ　ｑｕａｓｉ—ｍｏｎｏｅｎｅｒｇｅｔｉｃ　ａｔｔｏｓｅｃｏｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｂｕｎｃｈｅｓ　ｆｒｏｍ　ｌａｓｅｒ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｗｉｒｅ　ａｎｄ　ｓｌｉｃｅ　ｔａｒ－　ｇｅｔｓ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ　Ｐｌａｓｍａｓ，２００６，１３：１　１０７０２．　［１６］Ｚｈａｎｇ　Ｘ　Ｃ，Ｈｕ　Ｂ　Ｂ，Ｄａｒｒｏｗ　Ｊ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｐｕｌｓｅｓ　ｆｒｏｍ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｓｕｒｆａｃｅｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ　Ｌｅｔｔ，１９９０，５６（１１）：１Ｏ１１—１０１３．　［１７］Ｚｈａｎｇ　Ｘ　Ｃ，Ｍａ　Ｘ　Ｆ，Ｊｉｎ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ａ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｃｒｙｓｔａｌ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ　Ｌｅｔｔ，１９９２，６１（２６）｛３０８０—　３０８２．　［１８］Ｋｅｒｓｔｉｎｇ　Ｒ，Ｕｎｔｅｒｒａｉｎｅｒ　Ｋ，Ｓｔｒａｓｓｅｒ　Ｇ，ｅｔ　ａ１．Ｆｅｗ—ｃｙｃｌｅ　ＴＨｚ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｃｏｌｄ　ｐｌａｓｍａ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＰｈｙｓＲｅｖ　Ｌｅｔｔ，１９９７，７９（１６）：　３０３８—３０４１．　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｎ　ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ＹＵ　Ｔｏｎｇ—ｐｕ，　ＭＡ　Ｙａｎ—ｙｕｎ。ＣＨＡＮＧ　Ｗｅｎ—ｗｅｉ，　ＹＩＮ　Ｙａｎ。ＴＩＡＮ　Ｃｈｅｎｇ—ｌｉｎ，　ＳＨＡＯ　Ｆｕ—ｑｉｕ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｄｅｆｅｎｓｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｃｈａｎｇｓｈａ　４　１００７３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴＨｚ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｅｘｃｉｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｌａｓｅｒ－ｐｌａｓｍａ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ａ　２Ｄ３Ｖ　ＰＩＣ　ｃｏｄｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＴＨｚ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｉｎｅａｒ　ｍｏｄｅ　ｃｏｎ—　ｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅ　ＰＩＣ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｌａｓｅｒ　ｐｕｌｓｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｄｏｍｉｎａｔｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＴＨｚ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｐｏｗｅｒ；ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｒｏｎｇｅｓｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　ｗａｖｅ　ｗｉｔｈ　ＴＨｚ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｒｏｕｎｄ　ｔｈｅ　ｐｌａｓｍａ　ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ａｎ　ｏｐｔｉ—　ｅｒａｌ　ｆｏｃｕｓｅｄ　ｒａｄｉｕｓ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ａｒｏｕｎｄ　０．３５Ａ∞ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｒｏｎｇｅｓｔ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ；ＰＩＣ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｌａｓｅｒ－ｐｌａｓｍａ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；Ｌｉｎｅａｒ　ｍｏｄｅ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；Ｌａｓｅｒ　ｗａｋｅｆｉｅｌｄ