Wakefield excitation by a laser pulse in a dielectric medium

Abstract

The process of Cherenkov electromagnetic field excitation by а laser pulse in the dielectric waveguide is investigated. Nonlinear electric polarization in an isotropic dielectric medium and, accordingly, polarization charges and currents induced by ponderomotive force of the laser pulse are determined. Spatial structure of the excited wakefield in a dielectric waveguide is obtained and investigated. It is shown, that the wakefield consists of polarization potential electric field, caused by the nonlinear polarization of medium, and a set of eigen electromagnetic waves of the dielectric waveguide.

Досліджено процес збудження черенковського електромагнітного випромінювання лазерним імпульсом у діелектричному хвилеводі. Визначена нелiнiйна електрична полярiзацiя в ізотропному діелектричному середовищі та, відповідно, полярiзацiйнi заряди i струми, iндукованi пондеромоторною силою з боку лазерного iмпульсу. Отримана та досліджена просторово-часова структура кільватерного поля в діелектричному хвилеводі. Показано, що збуджуване поле складається з потенцiального полярiзаційного електричного поля, викликаного нелінійною поляризацiєю середовища, та набору власних електромагнітних хвиль діелектричного хвилеводу.

Исследован процесс возбуждения черенковского электромагнитного излучения лазерным импульсом в диэлектрическом волноводе. Определена нелинейная электрическая поляризация в изотропной диэлектрической среде и, соответственно, поляризационные заряды и токи, индуцированные пондеромоторной силой со стороны лазерного импульса. Получена и исследована пространственно-временная структура кильватерного поля в диэлектрическом волноводе. Показано, что возбуждаемое поле состоит из потенциального поляризационного электрического поля, вызванного нелинейной поляризацией среды, и набора собственных электромагнитных волн диэлектрического волновода.