利用突变自焦聚焦激光驱动的方向性强致谐辐射

两种颜色激光在空气中诱导等离子体纤维化可作为台式宽带 terahertz (THz) 脉冲的光源。地球上普遍存在的空气使其在无线通信和遥感等领域具有广泛应用前景, particularly利用基于空气的方案可通过激光在空气中的传播将 THz 源输送至远距离。然而, THz 发射模式不可避免地具有圆锥形角度分布, 且在光轴方向存在空洞, 因此 THz 能量浓度、传播方向性以及信号解调准确性均受到显著影响, 这极大限制了其直接应用。本文通过实验成功消除不利的圆锥形分布, 并通过突变自焦激光束实现 THz 方向性与强度提升约17倍。我们的理论与仿真结果表明, 这些观察现象归因于对以往使用普通高斯激光束研究中出现的去相位效应的高效抑制。该方案易于实现, 因为突变自焦光束可通过在输入高斯光束上施加空间光调制器实现。本研究解决了两种颜色激光方案中的一个长期存在的问题, 并阐明了圆锥形角度分布形成的底层物理机制。