Head-on collision of laser-induced plasma wakefields with differing profiles of electrostatic potential has been recently found to be an efficient mechanism for generating high-power electromagnetic emission at the second harmonic of the plasma frequency (Timofeev et al 2017 Phys. Plasmas24 103106). This mechanism is attractive for creating a source of tunable narrow-band coherent radiation in the terahertz frequency range. In this paper, we generalize the theory of electromagnetic emission produced by non-linear interaction of two plasma wakes to the case of an arbitrary collision angle. Such a theory is used to evaluate the angular distribution of the second harmonic radiation as well as its total generation efficiency for parameters of the proof-of-principle experiment in which laser axes will be aligned with a small finite angle. Theoretical predictions are qualitatively confirmed by particle-in-cell simulations.
レーザー誘起プラズマ航跡場の、異なる電位分布を持つ正面衝突は、プラズマ周波数の第二高調波における高パワー電磁放射の効率的な生成機構であることが最近見出された（Timofeevら 2017 Phys. Plasmas 24 103106）。この機構は、テラヘルツ周波数帯における狭帯域コヒーレント放射源の創出に有望である。本論文では、2つのプラズマ航跡場の非線形相互作用によって生成される電磁放射の理論を、任意の衝突角の場合に一般化する。この理論を用いて、レーザー軸が小さな有限角で整列される原理実証実験のパラメータに対する、第二高調波放射の角度分布と総生成効率を評価する。理論的予測は、粒子インセルシミュレーションによって定性的に検証される。