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双色激光脉冲与磁化等离子体相互作用中太赫兹梯度力的产生与调制
摘要: 太赫兹(THz)波作为远红外光,与其他光源相比,为单细胞的光学捕获与操控提供了新机遇。我们提出一种高效方案,可灵活控制磁化等离子体中激光-等离子体相互作用产生的多种太赫兹场分布模式。通过构建解析太赫兹辐射场和二维粒子模拟程序验证该方案的可行性,并研究非对称太赫兹场对太赫兹梯度力与能流密度的调制效应以实现粒子和细胞的捕获操控。特别地,我们重点考察了灵活调控太赫兹辐射的稳定性——强短脉冲激光与超强磁场会引发显著的空间结构不稳定性及太赫兹辐射频率不稳定性。
关键词: 太赫兹波、激光-等离子体相互作用、光学捕获、磁化等离子体、太赫兹梯度力
更新于2025-09-23 15:19:57
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二维磁化等离子体通道中线偏振激光束对电子的直接加速
摘要: 我们研究了在二维等离子体通道中,超相对论强度激光-等离子体相互作用在自生横向磁场存在下诱导的电子加速现象。研究发现,电子动力学行为强烈依赖于激光脉冲偏振角、等离子体密度和磁场强度。我们详细探究了不同参数对电子加速的影响规律,并发现无磁场情况下与无磁化等离子体的结果高度吻合。数值模拟表明,自生磁场在电子加速过程中起建设性作用。结果显示,对于大偏振角的激光辐射,电子加速受自生磁场影响更为显著。数值结果表明,当激光辐射偏振角θ=π/2时,电子加速获得最大增强效应。
关键词: 丝化不稳定性、双流体模型、电子束、磁化等离子体
更新于2025-09-19 17:13:59
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圆偏振激光在强磁化过密碰撞等离子体中的传播
摘要: 获得了磁化碰撞等离子体中圆偏振(CP)激光的介电常数简化表达式。研究了圆偏振激光在磁化均匀过密碰撞等离子体中的传播特性,得到了衰减长度、比能量沉积和蓝移等特征参数。讨论了其在惯性约束聚变等领域的潜在应用。
关键词: 能量沉积、碰撞等离子体、介电常数、惯性约束聚变、衰减长度、蓝移、圆偏振激光、磁化等离子体
更新于2025-09-16 10:30:52
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等离子体中激光非线性混频磁声波辅助太赫兹辐射
摘要: 提出了一种在磁声波(MSW)存在条件下,通过两束同向传播激光在磁化等离子体中拍频产生相位匹配太赫兹辐射的方案。激光拍频频率的有质动力会使电子产生振荡漂移,该电子漂移速度与磁声波相关的电子密度扰动耦合后形成无旋非线性电流? × J NL = 0。当满足相位匹配条件时,拍频电流密度会共振激发太赫兹辐射,其中磁声波起到相位匹配媒介作用。在9.6和10.6微米波长、285千高斯背景磁场条件下,可获得量级为10?6的归一化太赫兹波振幅,以及量级为10?3的太赫兹功率与泵浦功率之比。
关键词: 太赫兹辐射、相位匹配条件、磁化等离子体、有质动力非线性、共振激发
更新于2025-09-12 10:27:22
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强双曲高斯激光束在磁化等离子体中拍频产生太赫兹辐射
摘要: 在相对论-有质动力机制下,针对两个强cosh-高斯激光束(偏心高斯光束)在波纹密度磁化等离子体中拍频产生太赫兹(THz)辐射的过程,已开展解析与数值研究。该过程中,两束激光在静态磁场环境下均以拍频频率对等离子体电子施加相对论-有质动力作用,使其获得振荡速度。由于该非线性振荡速度与密度波纹的耦合效应,会产生激发不同频率THz辐射的非线性电流。本研究采用高阶近轴光线近似(非近轴理论),考察了偏心参数、磁场及密度波纹对磁化波纹密度等离子体中THz辐射产生的影响,并进一步研究了激光拍频对THz场强及辐射效率的作用。研究发现,发射辐射的振幅与效率对偏心参数、磁场及密度波纹高度敏感——随着偏心参数、磁场强度及密度波纹值的增大,所产生THz辐射的振幅与效率均显著提升。
关键词: 相对论性-摆模非线性、磁化等离子体、交叉聚焦、太赫兹辐射、双曲高斯激光束
更新于2025-09-11 14:15:04
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AIP会议录 [美国物理联合会出版社 国际光子学、超材料与等离子体学会议:PMP-2019 - 印度诺伊达(2019年2月14-16日)] 国际光子学、超材料与等离子体学会议:PMP-2019 - 异常多普勒共振对平面偏振阿尔芬波的稳定作用
摘要: 本工作研究了磁化等离子体中平面偏振阿尔芬波通过与电子束的异常多普勒共振产生的非线性衰减。采用一阶微扰理论推导了阿尔芬波的色散关系及其增长率表达式,并针对典型等离子体参数计算了增长率和不稳模频率。存在两种波传播模式:一种频率低于ωci对应阿尔芬波,另一种频率接近ωce对应电子回旋波。这些波通过正常和异常多普勒共振与电子束相互作用——正常共振虽使平面偏振阿尔芬波频率升高但振幅无增减,而异常共振中频率保持不变且波趋于稳定。本文还讨论了磁场强度与等离子体电子数密度对频率及增长率的影响:随着等离子体电子数密度增加,波的相速度和不稳频率均降低。研究成果可用于解释部分实验观测现象。
关键词: 异常多普勒共振、磁化等离子体、阿尔芬波、增长率、电子束
更新于2025-09-11 14:15:04