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超高斯激光束在等离子体中的相对论自聚焦与频率偏移

DOI：10.1016/j.rinp.2020.103070 期刊：Results in Physics 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 研究了等离子体中具有超高斯空间分布和高斯时间分布的激光束的相对论自聚焦与频率偏移现象。研究发现，相对论质量非线性效应会导致激光脉冲产生随时间变化的自聚焦，而非线性的饱和效应避免了光束的点聚焦。对于超短激光脉冲，脉冲前沿会发生频率下移，而脉冲后沿则出现频率上移。激光强度越高，频率偏移越大且自聚焦效应越强。波长较长的激光束也会表现出更强的自聚焦效应。
作者： Hitendra K. Malik，Lalita Devi
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研究概述 实验方案

研究目的

研究超高斯空间分布与高斯时间分布在等离子体中激光束的相对论自聚焦及频率偏移现象。

研究成果

与高斯激光束相比，超高斯激光束在均匀等离子体中能传播更长的瑞利长度而不发生衍射，这使其成为激光等离子体通道和激光粒子加速的更优选择。相对论质量非线性导致激光脉冲产生随时间变化的自聚焦效应，且自聚焦会增强频率偏移。该激光在传播过程中不会丧失其空间超高斯特性，但由于不同归一化时间下的聚焦不均，其时间波形会发生显著畸变。

研究不足

该研究属于理论性研究，依赖于所推导方程的数值解法。实验验证及更复杂等离子体条件的考量可作为未来优化的方向。

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