强激光在电子—正电子—离子等离子体中的传播特性

发布时间：2020-12-12 13:10

　　激光在等离子体中的传播在高次谐波产生、新型光源、尾场激发和脉冲压缩等领域都起着非常重要的作用,并引起了人们的广泛关注。最近,人们在实验室中利用新型设备产生了正负电子对,而且发现当强激光在等离子体中传播时,会导致正负电子对的产生进而引起电子-正电子-离子（E-P-I）等离子体的产生,这种三组分等离子体的特殊性使得研究强激光与E-P-I等离子体相互作用成为新的科研方向。正文对强激光在非均匀磁化E-P-I等离子体中的传播特点和强激光在均匀非磁化E-P-I等离子体中的一维光孤波及其稳定性进行了讨论。本论文的主要内容如下:第一章简要介绍了激光等离子体物理研究意义、基础知识以及激光与等离子体的相互作用,并对激光与等离子体相互作用中的几种非线性现象做了详细介绍。第二章针对强激光在非均匀磁化E-P-I等离子体中的传播进行了研究,通过考虑相对论效应和有质动力效应,获得描述该系统的方程为一个具有非均匀及磁化效应的修正非线性薛定谔方程（NLSE）及其在一维情况下的孤波解,并进一步研究了系统的调制不稳定性。数值模拟结果发现等离子体中正电子与负电子比值的增加、外部磁场强度的增加以及等离子体密度的非均匀性分布都会... 

【文章来源】：西北师范大学甘肃省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

圆偏振波(图片来自于参考文献[7])

1.2 等离子体存在的参数空间图(图片来自于 http://zzc8599.blog.163.co2.1 等离子体基本参量等离子体的参量主要有等离子体粒子数密度、等离子体温度、体振荡频率。等离子体粒子数密度为单位体积内的粒子总数量。等离子体温度T 是指达到热力学平衡态的参量，粒子(归一化)布函数： 32 223 222exp 2 exp2 2 2thB B thm mυ υf υ υk T k T υ Bk Tm 为热速度，m是质量，Bk 是玻尔兹曼常数。平衡动能为： 211 3 3mυ f υ dυ

米波与红外线之间的电磁辐射区域，被广泛应用于物体成象、医疗诊断、光谱分析、环境检测、通讯等方面。激光与磁化等离子体的相互作用是一个新颖的科研方向，而且在理论和实际应用里都是有必要的。一方面，人们讨论了强激光与磁化等离子体相互作用的一些现象[16-20]，例如 Rao 等人分析了强电磁脉冲在磁化 E-I（电子-离子）等离子体中传播时大振幅孤波存在的参数区域[16]。Zank 等人研究了非磁化和磁化的非相对论 E-P 等离子体中各种静电波和电磁波的线性特性[17]。Jha 等人研究了激光脉冲在横向磁化的低密度 E-I 等离子体中的传播，观察到磁化等离子体相比于非磁化等离子体的调制作用更加稳定[18]。Chen 等人研究了强激光在磁化等离子体中的调制不稳定性[19]。另一方面，在许多物理结构和情境下，等离子体中存在较强的外磁场[21-23]。例如，在脉冲星的磁层中磁场强度很大。另外，在一些物理实验中，例如核聚变、可控热核聚变、空间推进器等都用到了外加磁场，图 1.3 展示了部分外磁场在天体物理和等离子体物理方面的存在和应用。


本文编号：2912621