LPSE：激光辐照等离子体中交叉束能量传输的三维波动模型

摘要： 本文描述的“激光-等离子体模拟环境”（LPSE）新组件是一个实用的数值模型，用于求解近单色、相干电磁波在不均匀无磁化等离子体中传播的耦合矢量方程。该模型能有效处理数值计算极具挑战性的半经典区域——当等离子体特征尺度远大于光波长且解呈现高度振荡特性时。其求解可覆盖一维、二维或三维空间及时间维度。该模型包含电磁波与低频等离子体扰动（即离子声响应，这是受激布里渊散射的成因）非线性耦合效应，其中诱导等离子体扰动被设定为叠加在包含空间变化等离子体密度与流速的预设大尺度非均匀背景上。我们的代码直接关联激光驱动惯性约束聚变中的交叉束能量转移问题，也可应用于其他多分量波动方程（或耦合波动方程）程函解不足的领域，例如超声光学散射、量子器件中的电子动力学或纳米尺度光-物质相互作用。