等离子体中相对论电磁孤波及调制不稳定性的数值模拟

发布时间：2022-02-20 02:32

　　强电磁脉冲与等离子体之间的非线性相互作用在许多基础研究和科技应用中引起了广泛的兴趣,包括谐波的产生、自聚焦、尾场的激发、相对论光导、激光脉冲频移、脉冲压缩以及相对论孤波的传播等.在这些非线性相互作用中,尤其是相对论电磁孤波由于其在粒子加速跟快点火机制中的潜在应用而引起了极大关注.据报道,大约有25-40%的激光脉冲能量以孤子或类孤子的结构进入电磁能量局域集中,这在激光等离子体相互作用中非常重要.此外,作为一个重要的非线性现象,调制不稳定性与电磁波的传播密切相关.调制不稳定性的发展有可能会激起许多的非线性行为,如场的塌缩及局域化、分裂成丝、孤波等.因此,研究等离子体中的相对论电磁孤波及调制不稳定性具有非常重要的物理意义.本论文主要利用一维particle-in-cell（PIC）模拟研究了相对论电磁孤波在均匀、冷等离子体中的传播动力学行为.我们的模拟结果表明被激发的电磁孤波的形状,即振幅和波宽在长距离稳定传播阶段可以保持不变且与理论结果吻合较好.其速度与理论结果也基本吻合,但对于较大的频率其值略有差异.在等离子体密度为10²³/m³,无量纲矢量... 

【文章来源】：西北师范大学甘肃省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 等离子体物理基础
    1.2 激光与等离子体相互作用
    1.3 等离子体中相对论电磁孤波及调制不稳定性的研究现状
    1.4 本论文的主要研究方法
    1.5 本论文的主要研究内容及结构安排
第二章 相对论电磁孤波传播动力学及稳定性的PIC模拟
    2.1 理论模型
    2.2 电磁包络孤波
    2.3 调制不稳定性
    2.4 PIC模拟结果及分析讨论
    2.5 本章小结
第三章 等离子体中调制不稳定性的PIC模拟
    3.1 PIC模拟方法
    3.2 PIC模拟结果及分析讨论
    3.3 不同等离子体密度下的影响
    3.4 本章小结
第四章 总结展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]激光等离子体加速器的兴起与发展[J]. 周美林,颜学庆.  物理. 2015(05)

硕士论文
[1]利用PIC模拟等离子体中电磁波传输[D]. 陈敏琪.哈尔滨工业大学 2015
[2]超强激光在低密度等离子体中的传播及高能电子产生的粒子模拟研究[D]. 陈湛.国防科学技术大学 2009
[3]等离子体波的调制不稳定性[D]. 唐荣安.西北师范大学 2005



本文编号：3634130