Аннотация:Проведено численное исследование генерации низкочастотного (инфракрасного и терагерцового) излучения при четырехволновом смешении слабого затравочного излучения видимого диапазона с сильным полем филамента на длине волны 800 нм в вырожденном (терагерцовое излучение) и невырожденном (инфракрасное излучение) режимах.
Для моделирования четырехволнового смешения при филаментации в аргоне разработан алгоритм на основе полевой модели, в которой не наложено каких бы то ни было условий на длительности импульсов и ширины их спектров, а также величину расходимости излучения. Данный алгоритм позволяет исследовать сверхкороткие импульсы длительностью в несколько колебаний электрического поля, а также низкочастотное излучение с частотой, близкой к нулю.
Показана возможность генерации инфракрасных импульсов длительностью в несколько периодов светового поля в начале филаментации при невырожденном четырехволновом смешении затравочного импульса видимого диапазона и высокоинтенсивного поля фемтосекундного филамента.
Установлено, что пространственный профиль интенсивности терагерцового излучения имеет кольцевую структуру, что находится в качественном согласии с экспериментальными данными.
Исследован вклад электронного фототока и нелинейной поляризации нейтральных атомов в генерацию терагерцового излучения на различных стадиях филаментации.
Установлено, что высокочастотный вклад, обусловленный нелинейным откликом нейтральных атомов, присутствует на всех стадиях филаментации, в то время как низкочастотный вклад фототоковой нелинейности становится существенным на стадии развитого филамента, когда плотность плазмы близка к максимальному значению.