We propose a mechanism for generating narrowband terahertz (THz) radiation from laser wakefields via laser defocusing in uniform plasma. The defocused laser pulse induces a positive pseudo-density gradient, leading to a superluminal wakefield that emits Cherenkov-like radiation at harmonics of the electron plasma frequency. The radiation is radially polarized, typically with a bandwidth around 1%. Simulation results show that the THz energy scales with the fourth order of the laser intensity for weakly relativistic intense lasers and is inversely proportional to the beam waist. Larger focal spots reduce radiation power but improve its directivity. Under highly relativistic intensity, nonlinear wakefields can generate harmonic THz structures with narrow spectra, further enhancing the frequency tunability of the radiation for different applications.
我々は、均一プラズマ中でのレーザーデフォーカシングを介したレーザー航跡場からの狭帯域テラヘルツ(THz)放射を生成するメカニズムを提案する。デフォーカスされたレーザーパルスは正の擬似密度勾配を誘起し、電子プラズマ周波数の高調波でチェレンコフ様放射を放出する超光速航跡場を引き起こす。この放射は動径偏光しており、典型的には約1%の帯域幅を持つ。シミュレーション結果は、THzエネルギーが弱相対論的強レーザーに対してレーザー強度の4乗に比例し、ビームウェストに反比例することを示している。より大きな焦点スポットは放射パワーを低減するが、その指向性を向上させる。高相対論的強度の下では、非線形航跡場が狭いスペクトルを持つ高調波THz構造を生成でき、さまざまな応用に対する放射の周波数同調性をさらに高める。