Международная группа ученых при участии исследователей из МГУ имени М.В.Ломоносова разрешила вопрос о механизме генерации терагерцового излучения при определенных условиях. Терагерцовое излучение — это вид электромагнитного излучения, спектр частот которого расположен между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами. С результатами работы можно ознакомиться в журнале Physical Review Letters.

«Разрешена давняя активно дискутируемая проблема о механизме генерации терагерцового излучения при двуцветной филаментации фемтосекундных лазерных импульсов в воздухе, — рассказывает Ольга Косарева, один из авторов работы. — Определено, что как нейтральные молекулы, так и плазма играют роль в этом процессе. При этом вклад четырехволнового смешения на нейтралах значительно слабее и выражен на более высоких частотах, чем сильный низкочастотный вклад плазмы. На нейтралах генерируется терагерцовая компонента, распространяющаяся вперед, а на плазме — распространяющаяся в конус. Такое пространственное распределение терагерцового излучения является универсальным и проявляется как в сфокусированной, так и в коллимированной геометрии».

В эксперименте по двуцветной филаментации было использовано излучения титан-сапфирового лазера и его вторая гармоника. Генерируемое при этом терагерцовое излучение регистрировалось при помощи интерферометра Майкельсона и гелиевого болометра. Численное исследование в работе проводилось на основе однонаправленного уравнения распространения, справедливого для сильно расходящегося излучения и сверхкоротких световых импульсов.

«Исследование механизмов генерации и свойств терагерцового излучения филамента позволит создать управляемый источник терагерцового излучения для удаленного зондирования, астрономических и медицинских приложений», — заключает Ольга Косарева.