When a short laser pulse propagates in a corrugated plasma, its wakefield interacts with the density and electric field ripples of the plasma. In the present paper, the modulation of the plasma originates from two counter-propagating long laser pulses, i.e. the corrugated plasma can be assumed as a so-called plasma grating. PIC (particle in cell) simulations show electromagnetic wave radiation at a frequency just above the plasma frequency when the wakefield interacts with the grating. An electromagnetic instability is proposed as the reason for the emission process. The electrostatic driver of the electromagnetic instability is the beat of the wake and grating. That beat mode possesses a large wavenumber (originating from the small grating wavelength) and small frequency (of the order of the plasma frequency) when one concentrates on small ratios of the plasma modulation length to the wavelength of the wakefield. The latter situation occurs when the long laser pulses (which generate the grating) as well as the short laser pulse (which drives the wakefield) have similar frequency where is the plasma frequency. The coherent volume emission process lasts for a while. It is finally superseded by terahertz transition radiation at the boundaries of the original grating.
短パルスレーザーが周期的に変調されたプラズマ中を伝播するとき、その航跡場はプラズマの密度リップルおよび電場リップルと相互作用する。本論文では、プラズマの変調は2つの対向伝播する長パルスレーザーに由来するものとし、すなわち、この周期的に変調されたプラズマは、いわゆるプラズマグレーティングとみなすことができる。粒子セル(PIC)シミュレーションにより、航跡場がグレーティングと相互作用する際に、プラズマ周波数よりわずかに高い周波数での電磁波放射が示される。この放射過程の機構として、電磁不安定性が提案される。この電磁不安定性の静電的駆動源は、航跡場とグレーティングのビートである。プラズマ変調長と航跡場波長の比が小さい場合に着目すると、このビートモードは大きな波数(小さなグレーティング波長に由来する)と小さな周波数(プラズマ周波数のオーダー)を持つ。後者の状況は、グレーティングを生成する長パルスレーザーと航跡場を駆動する短パルスレーザーの周波数が近い場合(すなわち、両者がプラズマ周波数に近い場合)に生じる。このコヒーレントな体積放射過程は一定時間持続した後、最終的には元のグレーティングの境界におけるテラヘルツ遷移放射に取って代わられる。