Ultrashort pulse lasers focused in air result in plasma filaments that generate ultra-broadband secondary radiation that ranges from the megahertz to terahertz. The plasma currents responsible for the broadband radiation are the ponderomotive for the terahertz regime and the plasma wake surface wave (PWSW) for the gigahertz regime. Through experimental studies, I explore the optimization of microwave regime (1 - 67 GHz) of the spectrum. The experiments consider the effects of background gas and pressure in the filamentation region, pulse length of the laser, and wavelength of the laser on the plasma currents that produce the broadband radiated pulse. The results of the first experiment suggest that reduction of the electron-neutral collisions permits the growth of the PWSW and improve microwave amplitude. The second experiment demonstrates a growth in resulting microwave signal as a result of collisional processes driven by longer pulse durations. The final experiment demonstrates and order of magnitude increase in the microwave field amplitudes when the wavelength of a picosecond scale, terawatt class laser pulse is increased from 1.035 microns to 9.2 microns.

Submitted by Pedro Silva Filho (pfsilva@ipen.br) on 2017-11-23T10:40:22Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-11-23T10:40:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento mecânico de cilindros de compósito polimérico reforçado com fibras. Para isso, foram produzidos cilindros com extremidades abertas reforçados com fibra de basalto e fibra de vidro, utilizando a técnica de enrolamento filamentar (filament winding). Estes cilindros foram submetidos a ensaio hidrostático com carregamento circunferencial, ensaio de ruptura de anel (split disk test) e ensaio de resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS). Uma placa do compósito de fibra de basalto foi produzida por enrolamento filamentar, para caracterização por ensaio de resistência à tração. Todos cilindros submetidos ao ensaio hidrostático apresentaram fratura localizada em uma faixa de altura do cilindro, com extensas delaminações das camadas circunferenciais. Os compósitos epóxi/fibra de basalto superaram ou igualaram os de compósito epóxi/fibra de vidro nas comparações entre resultados dos valores das propriedades mecânicas avaliadas, nas porcentagens: resistência à tração aparente de ruptura de anel em 45% e 43% em resistência específica; ILSS, em 11%; resistência/tensão de membrana de ruptura no ensaio hidrostático, em 55%. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP