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研究等离子体中高功率激光相对论受激拉曼背向散射的高阶微扰方法

DOI：10.1007/s10894-019-00228-2 期刊：Journal of Fusion Energy 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 研究了高功率线偏振激光脉冲在等离子体中的相对论受激拉曼背向散射（SRBS）。推导了相对论非线性和有质动力非线性共同作用下拉曼不稳定性的非耦合方程组。基于相对论流体-麦克斯韦模型采用高阶微扰法，获得描述两束散射电磁波与修正等离子体波演化的一组耦合非线性方程。通过数值求解该方程组研究了SRBS过程的时间演化特性。结果表明：采用线性近似时无法准确体现相对论质量修正效应，会导致扰动电流密度与拉曼散射的过度估算。分析证实，在相对论条件下必须采用高阶微扰法才能获得可靠结果。
作者： P. Sharbati，B. Maraghechi，M. Olumi
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研究概述 实验方案

研究目的

研究高功率线偏振激光脉冲在等离子体中的相对论受激拉曼背向散射（SRBS），并推导出在相对论非线性和有质动力非线性共同作用下拉曼不稳定性的非线性耦合方程。

研究成果

结果表明，随着泵浦强度的增加，强泵浦下的饱和时间变得更短。我们在相对论性范围内对线性速度近似与微扰方法进行了比较。结果显示，采用线性近似时无法准确应用相对论质量修正，这会导致对扰动电流密度和拉曼散射的过高估计。我们的分析表明，在相对论性范围内，采用高阶微扰方法对于获得可靠结果至关重要。

研究不足

该分析在弱相对论性泵浦条件下成立。对于完全相对论性区域中的大泵浦振幅，其他相对论效应可能很重要，但本文未予考虑。高温低密度条件下可能出现强朗道阻尼。

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