激光等离子体临界面处的强朗缪尔湍动

刘笑兰; 刘三秋; 杨小松

激光等离子体临界面处的强朗缪尔湍动

1.
南昌大学, 材料学院, 南昌, 330047;
2.
南昌大学, 理学院, 南昌, 330047

作者简介: 刘笑兰(1971- ),女,博士研究生,讲师,研究方向为激光等离子体..

通讯作者: 刘三秋, sqliu@ncu.edu.cn ;

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(10445007);江西省自然科学基金资助项目(0212020)
中图分类号: O533

Strong Langmuir turbulence excited by laser near critical surface

1.
College of Material, Nanchang University, Nanchang 330047, China;
2.
College of Science, Nanchang University, Nanchang 330047, China

Corresponding author: LIU San-qiu, sqliu@ncu.edu.cn ;

CLC number: O533

摘要: 为了描绘出激光等离子体临界面处的强朗缪尔湍动,分析了激光等离子体中电磁波、朗缪尔波与离子声波的三波相互作用,采用二维三分量通过快速傅里叶变换方法数值求解萨哈罗夫方程。从图像中可看出,激光与等离子体的相互作用导致横波与朗缪尔波之间出现的能量均分现象和密度空穴。求出了强朗缪尔波的强度和密度空穴的尺度,结果与粒子模拟的预测结果及实验所测数据大致相符。结果表明,数值分析仍是探究强朗缪尔湍动真实物理图像的一个有效途径。
- 激光物理 /
- 朗缪尔波 /
- 数值分析 /
- 密度空穴 /
- 能量均分
Abstract: The collapse behavior of Langmuir waves excited by laser near critical surface is numerically studied.On the basis of Zakharov equations in frame of strong turbulence,it is shown that Langmuir waves excited by transverse pumping plasmons near critical surface may collapse,leading to the formation of density cavity due to ponderomotive force.The interaction will lead to tendency of an equilibration of energy over both of transverse and Langmuir plasmons with the same frequencies near ωp,which is agreement with our numerical analysis.The value of width of the density cavity estimated is similar to the experimental result.

[1]	LI X Q.Turbulent plasma physics[M].Beijing:Beijing Normal University Press,1987.133～140(in Chinese).
[2]	Group of the Stratagem Research on the Development of Plasma Physics.Nuclear fusion and low-temperature plasma physics[M].Beijing:Science Press,2004.55～62(in Chinese).
[3]	QIANG X W,TU Q F.Parameters analyzing on laser coupling with high Z materials[J].Laser Technology,2000,24(5):306～311(in Chinese).
[4]	ROBINSON P A.Nonlinear wave collapse and strong turbulence[J].Revieus of Modern Physics,1997,69(2):507～573.
[5]	ZAKHAROV V E.In handbook of plasma physics,collpse and self-focusing of Langmuir waves[M].Amsterdam:North-Holland Physics Publishing,1983.81～122.
[6]	ZAKHAROV V E.Collapse of Langmuir waves[J].Soviet Physics Journal of Experimental and Theoretical Physics,1972,35:908.
[7]	SHARMA R P,BATRA K,VERGA A D.Nonlinrea evolution of the modulational instability and chaos using one-dimensional Zakharov equations and a simplified model[J].Physics Plasmas,2005,12(2):022311-1.
[8]	RRUSSELL D,DUBOIS D F,HARVEY A R.Collapsing-caviton turbulence in one dimension[J].Phys Rev Lett,1986,56(8):838～841.
[9]	SANBONMATSU K Y,VU H X,DUBOIS D F et al.Quantitative comparison of reduced-description particle-in-cell and quasilinear-Zakharov models for parametrically excited Langmuir turbulence[J].Physics of Plasmas,2000,7(7):2824～2841.
[10]	LI X Q.Collapsing dynamics of plasmons[M].Beijing:Beijing Science and Technology Press,2004.126～148(in Chinese).
[11]	ZAKHAROV V E,MASTRIUKOV A F,SYNAKH V S.Dynamics of plasma-wave collapse in a hot plasma[J].Soviet Journal of Plasma Phsics,1975,11:339～343.
[12]	GOLDMAN M V,REITER G F,NICKOLSON D R.Radiation from a strongly turbulent plasma:application to electron beam-excited solar emissions[J].Physics of Fluids,1980,23(2):388～401.
[13]	NICKOLSON D R,GOLDMAN M V.Cascade and collapse of Langmuir waves in two dimensions[J].Physics of Fluids,1978,21(10):1766～1776.
[14]	PELLETIER G.Generation of a high-energy electron tail by strong Langmuir turbulence in a plasma[J].Phys Rev Lett,1982,49(11):782～785.
[15]	YONG P E,FOORD M E,HAMMER J H et al.Time-dependent channel formation in a laser-produced plasma[J].Phys Rev Lett,1995,76(6):1082～1085.
[16]	YOUNG P E,BALDIS H A,JOHNSTON T W et al.Filamentation and second-harmonic emission in laser-plasma interactions[J].Phys Rev Lett,1989,63(26):2812～2815.
[17]	LI X Q,MA Y H.Self-generated magnetic fields by transverse plasmon in celestial bodies[J].Astrnomy and Astrophysics,1993,270:534～542.
[18]	RUBENCHIK A M,ZAKHAROV V E.Handbook of plasma physics,physics of laser plasmas[M].New York:Elsevier Science,1991.335～346.
[19]	TSYTOVICH V N.Theory of turbulent plasma[M].New York:Consultants Bureau,1977.44.

[1]	周素云 , 刘三秋 , 陶向阳 . 激光等离子体中密度孤波和自生磁场的数值模拟. 激光技术, 2007, 31(1): 8-11.
[2]	梅林 , 王英 , 王振佳 , 彭伟鸿 . 掺Yb3+双包层光纤激光器的暂态数值分析. 激光技术, 2006, 30(3): 225-227,231.
[3]	欧攀 , 张春熹 , 闫平 , 巩马理 . 多点抽运的双包层光纤激光器数值分析研究. 激光技术, 2007, 31(2): 150-152,178.
[4]	刘国华 , 刘德明 . 高功率光纤激光器喇曼效应的数值分析. 激光技术, 2007, 31(3): 298-300,321.
[5]	李锋 , 刘蓉 , 白晋涛 , 侯洵 . LD抽运复合YAG晶体温度场及热透镜效应研究. 激光技术, 2008, 32(1): 101-104.
[6]	余晓秋 , 李明中 , 王建军 , 耿远超 , 许党朋 , 林宏奂 , 张锐 , 黄小东 . 增益导引折射率反导引大模场光纤激光器特性分析. 激光技术, 2011, 35(1): 25-28,78. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.008
[7]	孙秦 , 田雷超 , 武耀星 , 尹培琪 , 王均武 , 王新兵 , 左都罗 . 朗缪尔探针诊断脉冲激光锡等离子体特性. 激光技术, 2021, 45(1): 109-114. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.01.019
[8]	路飞飞 , 刘三秋 , 刘笑兰 . 激光等离子体中朗缪尔等离激元对离子的加速. 激光技术, 2009, 33(3): 326-328.
[9]	王匀 , 范苏湘 , 甘斐 , 王荣茂 , 徐国峰 , 殷苏民 . 3003铝合金激光冲击微挤压成形研究. 激光技术, 2013, 37(6): 820-824. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.026
[10]	尹丰 , 陶向阳 . 相对论电子在高斯激光场中的加速. 激光技术, 2011, 35(3): 384-387. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.025
[11]	熊晗 , 刘三秋 , 廖晶晶 , 刘笑兰 . 短脉冲强激光在次临界密度等离子体中的传播. 激光技术, 2010, 34(2): 272-274,284. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.035
[12]	阿不都热苏力·阿不都热西提 , 艾尔肯·扎克尔 , 帕尔哈提·吐尼亚孜 . 激光功率密度对自生磁场和电子热传导的影响. 激光技术, 2013, 37(1): 134-138. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.033
[13]	王纪俊 , 沈中华 , 倪晓武 , 许伯强 , 关建飞 , 陆建 . 透明薄膜/基底系统激光超声波的有限元数值研究. 激光技术, 2006, 30(2): 177-180.
[14]	周素云 , 袁孝 , 程坤 . 激光驱动的1维准等熵压缩数值计算. 激光技术, 2010, 34(2): 178-180,217. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.010
[15]	史彭 , 辛宇 , 李隆 , 陈文 , 白冰 . 矩形截面Nd:GGG热容激光器热分析. 激光技术, 2011, 35(3): 305-307,333. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.005
[16]	张永强 , 王贵兵 , 唐小松 . 复合材料激光辐照过程中的吸收特性分析. 激光技术, 2009, 33(6): 590-592,596. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.06.009
[17]	黎小鹿 , 李俊 , 陶向阳 . 超短脉冲激光烧蚀半导体表面的热效应分析. 激光技术, 2007, 31(6): 624-626,629.
[18]	史彭 , 白冰 , 李隆 , 张琳丽 , 辛宇 . 端面抽运Nd：YAG圆棒热容激光晶体热分析. 激光技术, 2013, 37(3): 321-325. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.012
[19]	赵艳 , 沈中华 , 陆健 , 倪晓武 . 圆柱型涂层/基底系统中的激光超声表面波. 激光技术, 2006, 30(6): 647-649,666.
[20]	李安英 , 杨亚培 . 光波导光束传输法数值分析新进展. 激光技术, 2000, 24(4): 236-240.

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