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超高斯激光束在等离子体中的相对论自聚焦与频率偏移
摘要： 研究了等离子体中具有超高斯空间分布和高斯时间分布的激光束的相对论自聚焦与频率偏移现象。研究发现，相对论质量非线性效应会导致激光脉冲产生随时间变化的自聚焦，而非线性的饱和效应避免了光束的点聚焦。对于超短激光脉冲，脉冲前沿会发生频率下移，而脉冲后沿则出现频率上移。激光强度越高，频率偏移越大且自聚焦效应越强。波长较长的激光束也会表现出更强的自聚焦效应。
关键词： 光束宽度参数、自聚焦、频移、超高斯激光、矩量理论、相对论非线性
更新于2025-09-23 15:21:01
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相对论效应下磁场对超高斯激光束自聚焦的作用
摘要： 考虑沿激光传播方向施加外磁场时，超高斯激光束在相对论强度下通过等离子体传播的自聚焦现象。我们研究了电子的回旋运动，并采用基于外磁场方向推导出的等离子体介电常数张量形式。为保证完整性，相对论质量效应被同时纳入等离子体频率和电子回旋频率的计算中。通过适当条件推导并求解了光束宽度参数方程，同时得到了自陷激光束的平衡光束半径。当考虑回旋效应时，自聚焦效果更显著。在更高激光强度和更大光斑尺寸条件下，自聚焦现象更为明显。
关键词： 超高斯激光、矩理论、光束宽度参数、自聚焦、相对论非线性
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有密度跃变的等离子体中厄米-高斯激光束的增强二次谐波产生
摘要： 在相对论非线性和有质动力非线性的共同作用下，理论研究了具有上坡密度分布的等离子体中强厄米-高斯（H-高斯）激光束的共振二次谐波产生。基于WKB近似并采用矩理论方法，推导出了控制H-高斯激光束光斑尺寸的耦合微分方程。有质动力力在背景等离子体电子中产生密度梯度，从而激发电子等离子体波。大振幅电子等离子体波与基波相互作用，产生频率为入射光束两倍的相干辐射。此外，在密度跃迁效应下，观察到等离子体中H-高斯激光束的古依相位偏移。分析表明，H-高斯激光束的不同模式和密度斜坡对等离子体中谐波产生效率及激光束自相位偏移具有重要作用。
关键词： 摆动力，密度斜坡，二次谐波产生，相对论非线性，厄米-高斯激光束
更新于2025-09-19 17:13:59
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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
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。
关键词： 自聚焦、厄米双曲余弦高斯光束、自陷、相对论非线性
更新于2025-09-19 17:13:59
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非相对论激光强度下由相对论等离子体共振引起的激光辐射高阶谐波产生
摘要： 在不均匀等离子体中，当达到临界密度时，即使激光强度未达到相对论水平，著名的等离子体共振（转化为等离子体波）也极易呈现相对论非线性特性——这是因为产生的静电场会显著增强。因此，激光等离子体中基于等离子体共振的谐波产生理论（该理论被广泛采用）亟需重新审视。我们建立了非相对论强激光在空间不均匀等离子体中传播时高次谐波产生的解析理论，推导出谐波辐射场的频谱与角向特征，并揭示了等离子体共振处相对论非线性对谐波能谱形成的作用。该理论的适用范围由临界等离子体密度附近的波破条件决定（我们对此进行了明确分析）。通过与传统微扰方法对比发现：后者仅适用于低激光强度情形，这种对比清晰表明线性等离子体共振的谐波产生理论存在缺陷。本文提出的相对论理论（其适用上限为等离子体波破对应的激光强度）显示，高次激光谐波会形成平滑的幂律能谱——这与传统微扰理论形成鲜明对比。研究还揭示了谐波频谱调制现象，这是相对论非线性独有的特征。
关键词： 激光产生的等离子体、谐波产生、波破裂条件、相对论非线性、等离子体共振
更新于2025-09-11 14:15:04