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赫米特双曲余弦高斯激光束在密度波纹等离子体中的自聚焦/自散焦非傍轴理论

DOI：10.1002/ctpp.201900026 期刊：Contributions to Plasma Physics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 当前研究聚焦于考虑相对论非线性效应时，厄米余弦高斯（HchG）激光束在密度波纹等离子体中的自聚焦与自俘获现象。通过将介电函数和程函函数展开至r^4项（相比近轴射线理论采用更高阶修正），推导出光束宽度参数（针对m=0、1和2模式）的耦合非线性微分方程。研究发现，高阶项的引入对m≥1模式指数的离轴特性具有显著影响。此外，从解析和数值两方面分析并讨论了光束强度、波纹因子、密度调制深度及偏心参数等对自聚焦与自俘获过程的影响。
作者： Nidhi Pathak，Manpreet Kaur，Sukhdeep Kaur，T. S. Gill
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研究概述 实验方案

研究目的

通过考虑相对论非线性，研究厄米双曲余弦高斯（HchG）激光束在密度波纹等离子体中的自聚焦和自俘获现象。

研究成果

研究表明，高阶傍轴理论更适用于分析波纹密度等离子体中HchG激光束的自聚焦与自俘获现象，尤其对m ≥ 1模指数更具优势。在相对论极限条件下，m = 0和m = 2模式呈现增强的自聚焦效应；而在非傍轴区域，m = 1模式则展现出引人入胜的研究结果。这些发现与激光气体或激光等离子体相互作用层析测量、准相位匹配高次谐波产生及质子加速等应用领域密切相关。

研究不足

该研究仅限于分析具有相对论非线性的波纹密度等离子体中的埃尔米特双曲余弦高斯激光束，未考虑有质动力非线性和欧姆加热效应。

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