一维强激光在稀薄等离子体中的传播及相关特性
文献类型：学位论文
| 作者 | 余华德 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2001 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 余玮 |
| 关键词 | 强激光脉冲 等离子体 瑞利长度 等离子体波 |
| 中文摘要 | 本论文重点研究了非相对论强激光脉冲在稀薄等离子体中的传播特性。首先，在长脉冲激光作用下，有质动力与等离子体中热压力平衡；短脉冲情况下，有质动力与电荷分离场的静电力相平衡。通过这两种平稳得到相应情况下的电子密度分布。运用源依赖展开方法，分别研究了长、短激光脉冲在稀薄等离子体的传播过程中光束半径随传播距离变化情况主要结论是在长脉冲情况下可能出现自导引现象，即激光光束半径在传播过程中保持在一定范围内震荡而不是沿传播方向一直增加，并且给出出现这种自导引现象的条件。同时数值计算和理论证明表明在短激光脉冲情况下，虽然激光脉冲的瑞利长度也会增加，但自导引现象不可能出现。其次，研究了强激光脉冲在稀薄等离子体中传播激发的等离子体波即尾波。得到激发尾波场主要依赖于激光脉冲宽度。在很弱的激光强度下，最佳激光脉冲长度（即共振脉宽）等于等离子体波长一半。随着光强增加，最佳激光脉宽将减小。在稀薄等离子体中，尾波场的强度与等离子体密度有关，恧行波场的最大势能与等离子体密度无关。最后，动用根据盒中粒子模型建立的模拟程序，对非相对论性强激光在稀薄等离子体中的传播过程进行了数值模拟。 |
| 英文摘要 | In this thesis, we emphatically discuss the non-relativistic intense laser pulses propagation characteristics in the rare plasmas. Firstly, the electron density distribution can be derived from the balance of the ponderomotive force with the thermal force for long pulses and with the electrostatic force for ultra short pulses. Using the source-dependent expansion (SDE) method, the laser field propagation characteristics in plasma can be described through the numerical solution of the enveloped equation. For long pulses, self-guiding, which means the laser spot size oscillates in the spread direction, will appear and the conditions are given. For ultra short pulses, the effective Rayleigh length of laser increases but self-guiding does not occur through numerical solution and theoretic analysis. Secondly, the wake-field excitation by intense laser pulse in rare plasma is investigated. The wake-field excitation depends on laser pulse width. The resonant condition is given, as the laser intensity increases, optimum laser pulse width decreases from the half of the plasma wavelength in the very low laser intensity. In rare plasma, the strength of the wake-field depends on the background plasma density, while the maximum wake potential of wake-field is independent of it. Finally, the process of the intense laser pulse propagation in the plasma is simulated using the particle-in-cells (PIC) model. |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/16624]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 余华德. 一维强激光在稀薄等离子体中的传播及相关特性[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2001. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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