بررسی دامنه موج عقبه تولید شده در انتشار پالس قوی لیزر با گاز

در این مقاله، شکل‌گیری موج عقبه در برهمکنش پالس قوی لیزر با گاز، با استفاده از نتایج کد شبیه سازی pic به همراه یونیزاسیون، بررسی شده و با حالتی که پالس لیزر در پلاسمای پیش فرض منتشر می‌شود، مقایسه گردیده است. نتایج نشان می دهند که بر خلاف کارهای قبلی که به دلیل ایجاد نوسانات چگالی هنگام یونیزاسیون، به راه اندازی قوی ناپایداری رامان رو به جلو و به دنبال آن به مدوله شدن قوی پالس لیزر اشاره کرده بودند، اندازه میدان عقبه تولیدی در حالت انتشار پالس لیزر در گاز نسبت به پلاسما، به شدت به شیب پالس لیزر وابسته می‌باشد. علاوه برآن برای پالس‌هایی با شیب تند، این دو مقدار تقریبا یکسان هستند. این در حالی است که برای پالس‌هایی با شیب ملایم‌تر، میدان عقبه در پلاسما دارای مقادیر بزرگتری بوده و برای پالس های با شیب کمتر، دامنه میدان عقبه در گاز بزرگتر می‌باشد.

Investigation of wake-field generation in propagation of intense laser pulse in gas

In this work, first the formation of wake field during the interaction of intense laser pulse with a gas medium has been investigated by using PIC simulation code, which also includes the ionization process and then the results have been compared with the case of pre-formed plasma medium. Previous works carried out in this area, have indicated the strong launch of forward Ramans instability in result of plasma density fluctuations during ionization and the subsequent strong laser pulse modulation. Wherein, our results show that, the amplitude of the laser wake field in result of laser propagation in a gas in comparison with a plasma medium strongly depends on the laser pulse rise time. According to our simulation results, by increasing the laser pulse slope, the amplitude of the wake field formation has been changed. So that, by applying a lower rise time of laser pulse(i.e steep slope), the amplitude of wake electric field is quite the same in both gas and plasma mediums, while by enhancing the laser rise time(i.e soft slope), the wake electric field has larger values in the plasma in comparison with the gas medium. Further increase of laser rise time leads to a larger wake electric field in a gas than a plasma environment.)