بررسي نوع چرپ القايي و اثر آن بر دامنه ميدان عقبه در انتشار تپ ليزر در كانال پلاسما

Investigation of induced chirp type and its effect on wake field amplitude in propagation of laser pulse through a plasma channel

در اين مقاله انتشار تپ ليزر گاؤسي و فمتو‌ ثانيه در كانال پلاسما در نظر گرفته شده و در مورد ميزان و نوع القاي چرپ بر بسامد تپ ليزر بحث شده است. حضور اثرات نسبيتي و پاشندگي سرعت گروه، در معادلات انتشار مورد بررسي قرار گرفته و نشان داده شده است كه اثر نسبيتي موجب القاي چرپ مثبت به تپ ليزر با هر چرپ اوليه شده درحالي‌كه اثر پاشندگي سرعت گروه با توجه به نوع چرپ اوليه ليزر، موجب القاي چرپ منفي و يا مثبت مي‌شود. از آنجايي‌كه، در ناحيه غيرخطي، اثر نسبيتي بر اثر پاشندگي سرعت گروه غالب است، چرپ القايي مثبت خواهد بود. با مقايسه نتايج، مشخص مي‌شود كه براي توليد ميدان عقبه بزرگتر، انتشار تپ ليزر با چرپ اوليه مثبت در كانال پلاسما، مؤثرتر از حالت چرپ منفي و غيرچرپ است.

In this paper, the propagation of a Gaussian and femtosecond laser pulse through a plasma channel is considered and the amount of induced chirp, as well as it’s type, on laser pulse frequency has been investigated. The group velocity dispersion (GVD) and relativistic effects has been taken into account in propagation equations. It is concluded that the relativistic effect induces positive chirp on laser pulse propagating into plasma channel for every initial chirp, while the GVD effect can induce a negative or positive chirp on laser pulse depending on initial chirp. As the relativistic effect overcomes on GVD in nonlinear region, the induced chirp would be positive. Comparing the results, it is concluded that propagating a laser pulse with initial positive chirp is more effective than a negative and un-chirped pulse for generating a higher wake field.