The effect of the magnetic field applied along the laser propagation direction on the radiation efficiency of high-order harmonics generated from laser-irradiated overdense plasma is investigated theoretically and numerically. We find that the external magnetic field can increase the transmittance of the overdense target, thereby dramatically enhancing the energy coupling between the laser and target. While for high-order harmonics of the laser reflected from the oscillating target, the radiation efficiency reaches the maximum when the cyclotron frequency of the electrons in the magnetized target approaches the laser frequency. This conclusion applies only to overdense plasmas targets. For targets with low reflectivity, the application of the magnetic field reduces the harmonic radiation efficiency due to the decrease of both the oscillating coherence and opacity of the target. This work provides a reasonable approach to improving the radiation efficiency of high-order harmonics and a method to estimate the magnitude of the self-generated magnetic field during intense laser–plasma interactions.
レーザー伝播方向に沿って印加された磁場が、レーザー照射された過密プラズマから生成される高次高調波の放射効率に及ぼす影響について、理論的および数値的に調査した。外部磁場が過密プラズマの透過率を増加させ、それによりレーザーとプラズマ間のエネルギー結合を劇的に向上させることがわかった。一方、振動するターゲットから反射されるレーザーの高次高調波については、磁化されたターゲット内の電子のサイクロトロン周波数がレーザー周波数に近づくとき、放射効率が最大に達する。この結論は過密プラズマターゲットにのみ適用される。低反射率のターゲットの場合、磁場の印加は振動のコヒーレンスと不透明度の両方を減少させるため、高調波の放射効率を低下させる。本研究は、高次高調波の放射効率を向上させる合理的なアプローチと、強力なレーザーとプラズマの相互作用中に自己生成される磁場の大きさを推定する方法を提供する。