بررسی تولید هارمونیک های مرتبه بالاتر در اندرکنش لیزرهای پرشدت با پلاسما

پدیده تولید هارمونیک توسّط الکترون های نوسانگر در میدان یک لیزر قوی به عنوان ابزاری برای تولید تابش با طول موج کوتاه همواره مورد توجه بوده است. دراین میان پلاسما به عنوان محیطی که مکانیسم های بسیاری را برای تولید هارمونیک های بالا در برهمکنش با لیزر دراختیار قرار می دهد، به خوبی شناخته شده است. باتوجه به گستره وسیع کنونی کاربردهای لیزر در تقریباً تمامی شاخه های دانش و فناوری، مزیت های فراوان چنین منبعی برای تابش همدوس و تنظیم پذیر که در ناحیه زیرنانومتر کار کند، قابل تصور می باشد. در این پایان نامه تولید هارمونیک در برهمکنش لیزر با پلاسما در دو حالت پرچگال و کم چگال بررسی شده است. مدل آینه نوسانگر برای توصیف تولید هارمونیک در بازتابش از سطح پلاسمای پرچگال به کارگرفته شده است. تبدیل های نسبیتی ضرایب فرنل برای بازتاب و عبور تابش با قطبش دلخواه از مرز مشترک پلاسمای پرچگال-خلاء برای مرز متحرک محاسبه شده است. در ادامه با استفاده از روش اختلالی برای تولید هارمونیک های لیزر در برهمکنش با پلاسمای کم چگال، نشان داده شده است که در یک پلاسمای همگن این مکانیسم ها تنها تولید هارمونیک های فرد را دربرمی گیرند. باتوجه به ایجاد میدان های مغناطیسی قوی شبه ایستا در طی برهمکنش پالس های کوتاه با پلاسمای کم چگال و تأثیر این میدان ها بر انتشار پالس لیزر، در این پایان نامه ما تولید هارمونیک ها را در برهمکنش لیزر با پلاسمای همگن در حضور میدان مغناطیسی خارجی بررسی کرده ایم. با به کارگیری روش اختلالی تا مرتبه چهارم دامنه هارمونیک های تولید شده را به دست آورده و نشان داده ایم که اعمال این میدان منجربه تولید هارمونیک های مرتبه زوج نیز خواهد شد. همچنین بازده تولید هارمونیک های فرد نیز در حضور میدان افزایش چشمگیری خواهد داشت. سرانجام با بررسی جامعی از کمیت های درگیر در برهمکنش، مقادیر بهینه این پارامترها را به منظور افزایش بازده تولید هارمونیک های بالا پیشنهاد کرده ایم.