Photoionization of an ambient gas by a weakly relativistic, femtosecond laser pulse leaves behind the pulse a flat-top plasma column. The uniform-density core of the column is surrounded by a micron-thin shell, within which the density of plasma species falls down to zero. As the laser pulse ponderomotive force drives the wave of charge separation (the laser wake), electron fluid velocity oscillates along this boundary layer. Coupling velocity oscillations to the transverse density gradient forms an azimuthally polarized rotational current confined within the boundary layer. At each radial offset, this current oscillates with a local (THz-scale) Langmuir frequency, transforming the cylindrical electrostatic plasma wave into a radially evanescent Fourier component of an electromagnetic signal. Summing up these Fourier components yields the time-domain THz signal which is (a) non-local (i.e. not phase-locked to the Langmuir oscillation at any given location), (b) contains the entire frequency band from zero to the Langmuir frequency of the density plateau, and (c) is detectable at a distance orders of magnitude larger than the plasma column radius. A few millimeters away from the column, rapid evanescence of the higher-frequency components transforms the signal into a radially polarized, single-cycle picosecond pulse with a kV m−1-scale electric field. Detecting this pulse with existing (e.g. electro-optical) techniques may bring information on the efficiency of laser coupling to the plasma, the amplitude of wake fields, and the structure of the column boundary.
弱相対論的フェムト秒レーザーパルスによる周囲気体の光イオン化は、フラットトップのプラズマ柱を残す。柱の一様密度コアは、ミクロン厚の殻に囲まれており、その殻内ではプラズマ種の密度がゼロまで低下する。レーザーパルスのポンデロモーティブ力が電荷分離の波（電子航跡）を駆動すると、電子速度はこの境界層に沿って振動する。速度振動を横方向密度勾配に結合させることで、境界層内に閉じ込められた方位角偏極の回転電流が形成される。各半径方向オフセットにおいて、この電流は局所的な（THzスケールの）周波数で振動し、円筒静電プラズマ波を電磁信号の半径方向にエバネッセントなフーリエ成分へと変換する。これらのフーリエ成分を合計すると、時間領域THz信号が得られる。この信号は、(a) 非局所的であり（すなわち、任意の位置におけるラングミュア振動に位相ロックされていない）、(b) ゼロから密度プラトーのラングミュア周波数までの全周波数帯域を含み、(c) プラズマ柱半径よりも桁違いに大きい距離で検出可能である。柱から数ミリメートル離れたところでは、高周波成分の急速なエバネッセンスにより、信号はkV m⁻¹スケールの電場を持つ半径方向偏極の単一周期ピコ秒パルスへと変換される。既存の（例えば電気光学）技術を用いてこのパルスを検出することで、レーザーのプラズマへの結合効率、航跡の振幅、および柱境界の構造に関する情報が得られる可能性がある。