Излучение Смита-Парселла, управляемое полем стоячей лазерной волны

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Излучение Смита-Парселла (ИСП) хорошо известно как источник квазимонохроматического электромагнитного излучения, возникающего при движении быстрых электронов над дифракционной решеткой. В настоящей работе рассчитана генерация излучения Смита-Парселла от плоской поверхности, вдоль которой присутствует поле стоячей лазерной волны. Периодически изменяющееся поле лазера индуцирует периодическую неоднородность распределения электронов в приповерхностном слое; эта периодичность, являясь аналогом дифракционной решетки, приводит к возможности генерации излучения Смита-Парселла. Показано, что свойства излучения Смита-Парселла от такой необычной “световой” решетки также необычны: дисперсионное соотношение, в отличие от стандартного для ИСП, не содержит порядков дифракции, так что все излучение сосредоточено в одном пике. Рассчитанный эффект позволяет управлять частотой или углом излучения, меняя частоту лазера, и может представлять интерес для разработки новых компактных источников излучения с перестраиваемыми характеристиками и для невозмущающей диагностики релятивистских электронных пучков.

Об авторах

А. А. Тищенко

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”; Национальный исследовательский университет “БелГУ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: tishchenko@mephi.ru
115409, Россия, Москва; 308034, Белгород, Россия

Список литературы

  1. S. J. Smith and E.M. Purcell, Phys. Rev. 92, 1069 (1953).
  2. И.М. Франк, Известия АН СССР, сер. Физ. 6, 3 (1942).
  3. Б.М. Болотовский, Г.В. Воскресенский, УФН 88, 209-251 (1966)
  4. B.M. Bolotovskii and G.V. Voskresenskii, Sov. Phys. Usp. 9, 73 (1966).
  5. Б.М. Болотовский, Г.В. Воскресенский, УФН 94, 378 (1968)
  6. B.M. Bolotovskii and G.V. Voskresenskii, Sov. Phys. Usp. 11, 143 (1968).
  7. S. J. Glass and H. Mendlowitz, Phys. Rev. 174, 57 (1968).
  8. V.P. Shestopalov, The Smith-Purcell Effect, Nova Science Publishers, Commack, NY (1998).
  9. G. Doucas, J.H. Mulvey, M. Omori, J. Walsh, and M. F. Kimmitt, Phys. Rev. Lett. 69, 1761 (1992).
  10. P. Rullhusen, X. Artru, and P. Dhez, Novel Radiation Sources Using Relativistic Electrons, World Scientific, Singapore (1998).
  11. A.P. Potylitsyn, Phys. Lett. A 238, 112 (1998).
  12. Y. Shibata, S. Hasebe, K. Ishi, S. Ono, M. Ikezawa, T. Nakazato, M. Oyamada, S. Urasawa, T. Takahashi, T. Matsuyama, K. Kobayashi, and Y. Fujita, Phys. Rev. E 57, 1061 (1998).
  13. G. Kube, H. Backe, H. Euteneuer, A. Grendel, F. Hagenbuck, H. Hartmann, K.H. Kaiser, W. Lauth, H. Schope, G. Wagner, Th. Walcher, and M. Kretzschmar, Phys. Rev. E 65, 056501 (2002).
  14. М.И. Рязанов, М.Н. Стриханов, А.А. Тищенко, ЖЭТФ 126, 349 (2004)
  15. M. I. Ryazanov, M.N. Strikhanov, and A.A. Tishchenko, JETP 99, 311 (2004).
  16. I. Kaminer, S.E. Kooi, R. Shiloh, B. Zhen, Y. Shen, J. J. L'opez, R. Remez, S.A. Skirlo, Y. Yang, J.D. Joannopoulos, A. Arie, and M. Soljaˇci'c, Phys. Rev. X 7, 011003 (2017).
  17. C. Roques-Carmes, S.E. Kooi, Y. Yang, A. Massuda, P.D. Keathley, A. Zaidi, Y. Yang, J.D. Joannopoulos, K.K. Berggren, I. Kaminer, and M. Soljaˇci'c, Nat. Commun. 10, 3176 (2019).
  18. F. J. Garci'a de Abajo, Rev. Mod. Phys. 82, 209 (2010).
  19. N. Rivera and I. Kaminer, Nat. Rev. Phys. 2, 538 (2020).
  20. A.A. Tishchenko and D.Yu. Sergeeva, Phys. Rev. B 100, 235421 (2019).
  21. T. Ochiai and K. Ohtaka, Opt. Express 13, 7683 (2005).
  22. N. Horiuchi, T. Ochiai, J. Inoue, Y. Segawa, Y. Shibata, K. Ishi, Y. Kondo, M. Kanbe, H. Miyazaki, F. Hinode, S. Yamaguti, and K. Ohtaka, Phys. Rev. E 74, 056601 (2006).
  23. D. Yu. Sergeeva, A.A. Tishchenko, and M.N. Strikhanov, Nucl. Instrum. Methods B 402, 206 (2017).
  24. D. I. Garaev, D.Yu. Sergeeva, and A.A. Tishchenko, Phys. Rev. B 103, 075403 (2021).
  25. А.А. Тищенко, Д.Ю. Сергеева, Письма в ЖЭТФ 115, 762 (2022)
  26. D.Yu. Sergeeva and A.A. Tishchenko, JETP Lett. 115(12), 713 (2022).
  27. D.Yu. Sergeeva, D. I. Garaev, and A.A. Tishchenko, JOSA B 39, 3275 (2022).
  28. Y. Yang, A. Massuda, C. Roques-Carmes, S.E. Kooi, T. Christensen, S.G. Johnson, J.D. Joannopoulos, O.D. Miller, I. Kaminer, and M. Soljaˇci'c, Nature Phys. 14, 894 (2018).
  29. L. Liang, W. Liu, Y. Liu, Q. Jia, L. Wang, and Y. Lu, Appl. Phys. Lett. 113, 013501 (2018).
  30. A. Pizzi, G. Rosolen, L. J. Wong, R. Ischebeck, M. Soljaˇci'c, T. Feurer, and I. Kaminer, Adv. Sci. 7, 1901609 (2020).
  31. D.Yu. Sergeeva, A. S. Aryshev, A.A. Tishchenko, K.E. Popov, N. Terunuma, and J. Urakawa, Opt. Lett. 46, 544 (2021).
  32. A. Karnieli, D. Roitman, M. Liebtrau, S. Tsesses, N.V. Nielen, I. Kaminer, A. Arie, and A. Polman, Nano Lett. 22, 5641 (2022).
  33. R. Remez, A. Karnieli, S. Trajtenberg-Mills, N. Shapira, I. Kaminer, Y. Lereah, and A. Arie, Phys. Rev. Lett. 123, 060401 (2019).
  34. D.V. Karlovets and A.M. Pupasov-Maksimov, Phys. Rev. A 103, 012214 (2021).
  35. A. Pupasov-Maksimov and D. Karlovets, Phys. Rev. A 105, 042206 (2022).
  36. Z. Chen, M. Jin, L. Mao, X. Shi, N. Bai, and X. Sun, Opt. Lett. 47, 2911 (2022).
  37. М.Л. Тер-Микаелян, Влияние среды на электромагнитные процессы при высоких энергиях, Изд-во АН АрмССР, Ереван (1969)
  38. M. L. Ter-Mikaelian, High-Energy Electromagnetic Processes in Condensed Media, Wiley-Interscience, N.Y. (1972).
  39. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, Курс теоретической физики, Наука, M. (1992), т. 8
  40. L.D. Landau and E.M. Lifshitz, Electrodynamics of Continuous Media, Pergamon Press, Oxford (1993).
  41. B. Crockett, J. van Howe, N. Montaut, R. Morandotti, and J. Azana, Laser Photonics Rev. 16, 2100635 (2022).
  42. E. Ridente, M. Mamaikin, N. Altwaijry, D. Zimin, M. F. Kling, V. Pervak, M. Weidman, F. Krausz, and N. Karpowicz, Nature Commun. 13, 1111 (2022).
  43. R. Pompili, M. P. Anania, M. Bellaveglia, A. Biagioni, G. Castorina, E. Chiadroni, A. Cianchi, M. Croia, D. Di Giovenale, and M. Ferrario, New J. Phys. 18, 083033 (2016).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».