General solution of the excitation problem of a symmetric flat dielectric structure by plane electromagnetic waves

Abstract

General solution of the excitation problem of a symmetric flat dielectric structure by two laser pulses is obtained. The symmetrical geometry consists of two dielectric prisms separated by a vacuum channel for electron acceleration (so called “sandwich”). Each prism can be illuminated with a separate laser pulse; electric filed amplitudes of pulses can differ. The general solution consist from a symmetric distribution and asymmetric one of a longitudinal electric field across the vacuum channel. In the case of a general solution, the effect of the asymmetric part on the total amplitude of the accelerating and defocusing fields is also analyzed. We determined also conditions when a symmetric or asymmetric solution only is realized. For these cases, the obtained analytical solutions are compared with results of full time-domain numerical simulations of bilateral excitation of dielectric prisms with laser pulses.

Отримано загальне рішення задачі збудження симетричної плоскої діелектричної структури двома лазерними імпульсами. Симетрична геометрія складається з двох діелектричних призм, розділених вакуумним каналом для прискорення електронів (так званий сендвіч). Кожну призму можна опромінювати окремим лазерним імпульсом, амплітуди електричного поля імпульсів можуть відрізнятися. Загальне рішення складається з симетричного та асиметричного розподілів поздовжнього електричного поля впоперек вакуумного каналу. У разі загального рішення аналізується також вплив асиметричної частини на сумарну амплітуду полів, що прискорює і дефокусує. Визначено також умови, коли реалізується лише симетричне чи асиметричне рішення. Для цих випадків одержані аналітичні рішення порівнюються з результатами повного тимчасового чисельного моделювання білатерального збудження.