葛委南 赵佳宇

摘要：采用双色激光在气体介质中诱导产生太赫兹波的数值模拟方法，深入分析了各种激光参数对双色激光场产生太赫兹波的影响，目的是优化参数以实现太赫兹波辐射能量的最大化。模拟计算表明，双色激光的波长、相对相位、激光脉冲宽度等对瞬态电流和太赫兹能量都有调控作用，并且具有不同的规律性。此外，还通过分析激光电场、电子密度、光电流等相关因素，对双色激光场产生太赫兹波的物理机理进行了解释。该研究为在不同激光激发条件下提高太赫兹波辐射强度，提供了详尽的参数优化分析和理论支持，对后续大幅增强太赫兹辐射效率具有重要意义。

关键词：太赫兹波；双色激光场；激光等离子体；瞬态电流

中图分类号： O 437 文献标志码： A

Regulation mechanism study of terahertz radiation generated from two-color laser field

GE Weinan，ZHAO Jiayu

（School of Optical-Electrical and Computer Engineering， University of Shanghai forScience and Technology， Shanghai 200093， China）

Abstract： In this paper， based on the numerical model of terahertz wave generated by two-color laser plasma in air， we studied the variation of terahertz wave generated from two-color laser field with different laser parameters， so as to obtain the strongest terahertz wave radiation energy. The simulation resultsshowthatthelaserwavelength，relative phase，andlaserpulsewidthcould regulate the transientcurrentand the radiatedTHzenergy. Inaddition，wealsoexplained the physical mechanism of terahertz wave generated by two-color laser plasma in air by analyzing the laser electric field， electron density， photocurrent and other related factors. These research results provide detailed parameter analysis and a theoretical basis for enhancing terahertz radiation energy withdifferentlaserparameters，whichisofgreatsignificanceforgreatlyenhancingterahertz radiation efficiency in the future.

Keywords： terahertz wave; two-color laser field; laser plasma; transient current

引言

太赫兹（terahertz， THz）波因其独特的特性而备受重视，包括其非电离性、出色的穿透力和高度的分辨率等优势[1]，这拓宽了其在通信[2-3]、传感[4-6]、成像[7-10]、大气探测[11]和生物医学[12-13] 等许多领域的应用。因此，开发具有更高输出强度和可调节性的太赫兹波发射源变得尤为关键。当前，存在多种产生太赫兹辐射的技术，包括通过光整流效应[14-15]、光电导天线[16-17]，超快激光拉丝产生太赫兹辐射[18-21]以及电子加速法[22] 等。相比于传统的太赫兹波产生技术，例如太赫兹光整流和光导天线，采用超快激光拉丝产生太赫兹波展现出了显著的优势。主要体现在该技术不受介质的损伤阈值所限制，简化了操作过程。……