超短超强激光-等离子体中自生磁场的研究

本文回顾了激光-等离子体相互作用中自生磁场的产生以及提出的各种产生机制和诊断方法；比较全面地介绍了超短超强激光与等离子体相互作用中产生自生磁场的理论、数字模拟以及实验研究的状况；重点阐述了超短超强激光-等离子体相互作用中自生磁场对谐波发射影响的理论以及根据该理论完成的实验测定。     

超短超强激光-等离子体中自生磁场的研究

本文回顾了激光-等离子体相互作用中自生磁场的产生以及提出的各种产生机制和诊断方法;比较全面地介绍了超短超强激光与等离子体相互作用中产生自生磁场的理论、数字模拟以及实验研究的状况;重点阐述了超短超强激光-等离子体相互作用中自生磁场对谐波发射影响的理论以及根据该理论完成的实验测定.     

等离子体通道中的自生磁场

研究了超短脉冲强激光在等离子体通道中传播时产生的自生磁场．利用相对论动量方程和泊松方程及安培定律得出自生磁场的一个基本公式，在此基础上解析并数值研究了通道中产生的自生磁场的特性和结构，初步探讨了超短脉冲强激光在等离子体中传播时形成的排空效应对自生磁场的影响，并分析了产生自生磁场的机制 关键词：     

激光等离子体相互作用中Weibel不稳定性

利用粒子模拟法对超强激光与等离子体相互作用中产生的Weibel不稳定性及其产生机制进行了详细的研究。给出不稳定性的线性色散关系和饱和磁场与各向异性参数之间的函数关系,发现Weibel不稳定性的存在使超强激光在等离子体中激发的自生磁场饱和,饱和自生磁场的存在使粒子速度分布在激光传播方向上表现出各向异性。讨论了Weibel不稳定性的线性和非线性饱和过程,对更好地理解快点火物理中自生磁场的产生、快电子输运等过程有重要意义。     

飞秒激光与等离子体相互作用中自生磁场的热电机制

采用理论分析和数值模拟研究了考虑相对论效应的自生磁场及其产生机制,给出了自生磁场的解析表达式,得到了温度梯度和密度梯度的非共线性所引起的自生磁场空间分布的时间演化关系。数值结果表明,当峰值强度为1019 W/cm2的激光作用于凹形靶前表面时,在等离子体表面领域观察到的自生磁场最大值为51102 T量级,与实验测量结果相符合。     

自生磁场对相对论谐波辐射的影响

分析了自生磁场对相对论谐波辐射的影响，得出结论，自生磁场对强激光在欠稠密等离子 产生的相对论相干波辐射有重要作用，自生磁场激发偶次谐波辐射，并对奇次谐波辐射产生影响，对二次，三次谐波作了详细分析，发现，自生磁场激发二次谐波辐射，而对三次谐波辐射有削弱作用，并且它还使谐波的失相时间延长。     

等离子体在高频调制场作用下形成自生磁场的机制

研究了等离子体在高频调制场作用下,形成自生磁场的机制.通过求解双时标双流体方程,可以得到一组相互耦合的非线性方程。这组方程可以用来描述自生磁场的形成和演化.数值计算的结果显示,在高频调制场作用下,可以有自生磁场形成.计算得到的磁场强度和特征长度,与太阳日冕内的观测值符合得很好.随着时间的增加,自生磁场可以产生塌缩现象,导致磁场强度在很小的范围内有很大的值. 关键词： 自生磁场 双流体方程 高频调制场     

激光等离子体相互作用中自生磁场及其空间演化

利用粒子模拟程序,模拟研究了超强激光与等离子体相互作用中的电子束流不稳定性的产生机制,得到了不稳定性所激发的自生磁场的线性增长率与各向异性参数之间的函数关系。观察到了激光与等离子体相互作用时产生的饱和自生磁场在表面领域上的演化过程,发现沿x方向出现的电流比较大时,饱和自生的磁场在z方向的发展比较快,临界面附近较大,但随着深度的增加,逐渐以指数形式减少。     

飞秒激光与等离子体相互作用中自生磁场的测量

自J．A．Stamper首先对自生磁场进行实验研究以来，人们的探索表明超强激光与固体靶相互作用中，在过密和次密等离子体区产生可能高达10^4T的自生磁场。     

激光-薄膜靶相互作用快电子和自生磁场的各向异性分布

采用飞秒激光与金属薄膜靶相互作用测量了快电子的空间分布。结果显示,快电子主要集中于激光反射方向和与激光成60°方向发射,呈现出明显地各向异性;其原因在于反射激光和共振吸收机制加速电子。采用OMA谱仪测量了飞秒激光与金属薄膜靶相互作用产生的二倍频散射光谱,由其伴线结构推算出的自生磁场大小为MG量级。结果显示,自生磁场的大小与快电子空间分布存在密切关联。初步估算由快电子发射形成的电流密度约 ,这与国外计算机模拟的电流密度基本一致,也许正是这个由快电子发射形成的强电流成为激发自生磁场的主要原因。     

Faraday rotation and the magnetocaloric effect in the Tb<Subscript>3</Subscript>Ga<Subscript>5</Subscript>O<Subscript>12</Subscript> terbium gallium garnet at low temperatures in strong magnetic fields

The magnetocaloric effect and the Faraday rotation in a paramagnetic cubic crystal of terbium gallium garnet in strong magnetic fields oriented along different crystallographic directions are calculated theoretically. It is demonstrated that, in strong magnetic fields, the magnetocaloric effect and the Faraday effect are characterized by strong anisotropy, which disappears in weak magnetic fields.     

Second and third virial coefficients for the Lennard-Jones potential

Rotation of the linear polarization in a longitudinal (Faraday effect) and a transverse (Voigt effect) magnetic field can be used to increase the sensitivity of laser magnetic resonance spectrometers. Theoretical background and experimental results for these new techniques are presented. The sensitivity and content of information are discussed for the various LMR methods.     

Faraday镜预转角对FMOCT输出光偏振态的影响

通过计算机仿真，运用琼斯矩阵理论分析了Faraday镜预转角对法拉第镜式光学电流互感器输出光偏振态的影响.实验测量了Faraday镜实际预转角的大小，测量了外磁场的改变对Faraday镜预转角的影响.外磁场的存在和变化使Faraday镜预转角偏离初始值，并使系统输出光由理想状态下的线偏振光退化成椭圆偏振光，并引起法拉第镜式光学电流互感器工作灵敏度和稳定性的下降.提出了用电磁屏蔽解决外界磁场影响的方法.     

磁致旋光效应的发现

介绍了莫里奇尼和赫谢耳探索磁和光相互作用方面的工作,回顾了法拉第发现磁致旋光效应的历程;分析了法拉第捕捉科学前沿与哲学思考相结合的研究特点,以及法拉第在研究工作中的顽强毅力与创新精神.     

The Faraday effect in two-dimensional magneto-photonic crystals

The necessary conditions for the observation of the Faraday effect in 2D magneto-photonic crystals are discussed. It is found. that the Faraday effect may be observed in the directions where any couple of the wave vectors of the harmonics consisting the Bloch waves of TE and TM solutions in zero magnetic field are identical. This direction corresponds neither to Faraday nor to Voigt geometry.     

电磁感应透明介质中非线性法拉第偏转

利用多重尺度法,解析地研究了V型五能级超冷原子电磁感应透明介质中弱的线偏振探测光的传播特性. 结果表明,仅考虑系统的线性效应,随着耦合光强度的增加,介质对探测光的吸收迅速减少,而探测光的传播速度逐渐增加,但比真空中的光速要低若干个数量级. 同时发现,在相同的外加磁场下探测光的非线性法拉第偏转方向与线性法拉第偏转相反,且偏转角更大. 这说明电磁感应透明介质中探测光的法拉第偏转主要是由系统的非线性效应调控. 关键词： 电磁感应透明 非线性法拉第偏转     

Quantum field theory of optical birefringence phenomena

The inverse Faraday effect, in which a magnetization is induced in a solution through which is passed a polarized light beam of arbitrary ellipticity, is discussed on the basis of the S-matrix formulation of optical birefringence. It is shown that the Faraday effect and the inverse Faraday effect are topologically identical problems of diagrammatic perturbation theory and so it follows automatically that the magnetization should be proportional to the Verdet constant. The optical Faraday effect is the circular birefringence induced by an intense circularly polarized beam of light propagated colinearly with the weak measuring beam: the electric vector of the circularly polarized beam interacts with the molecule in a way that resembles the interaction of a static magnetic field. The interrelations of these two effects and the normal Faraday effect the self-rotation of the polarization ellipse of an intense beam are discussed.     

磁光玻璃磁致旋光效应的研究

介绍磁致旋光效应和磁光玻璃磁致旋光效应的机理。对ZF1、ZF6磁光玻璃的磁致旋光效应分别进行了实验研究，给出偏振面旋转角与磁感应强度的关系．计算出波长不变情况下不同磁感应强度的费尔德常数。对实验数据进行了处理．并与理论预期值进行了比较．发现理论值与实验结果符合得较好。     

交变磁场下法拉第效应研究

介绍了交变法拉第效应的磁光调制测量原理和方法，分析了亚铁磁材料法拉第Ｆｒａｄａｙ效应和磁光调制深度与交变磁场频率间的关系，证明了交变法拉第旋转幅值θ０的实部θ０小于静磁场下的θ＇ｓ，而虚部θ＇＇０大于θ＇＇ｓ，理论和实验结果相吻合，由此得出结论，采用具有磁圆二向色性的磁光材料做成的调制器不可能达到彻底的开关状态。     

Faraday effect in Tb3Ga5O12 in a rapidly increasing ultrastrong magnetic field

The Faraday effect is measured in paramagnetic terbium gallate garnet Tb₃Ga₅O₁₂ at a wavelength λ=0.63 μm at 6 K in pulsed magnetic fields up to 75 T increasing at a rate of 10⁷ T/s for field orientation along the crystallographic direction 〈110〉. The experimental data are compared with the results of theoretical calculations taking into account the crystal fields acting on the Tb³⁺ ion and various contributions to the Faraday rotation. Since the measurements in pulsed fields are carried out in the adiabatic regime, the dependence of the sample temperature on the magnetic field acting during a current pulse is obtained from the comparison of the experimental dependence of Faraday rotation with the theoretically calculated dependences of the Faraday effect under isothermal conditions at various temperatures. __________ Translated from Fizika Tverdogo Tela, Vol. 44, No. 11, 2002, pp. 2013–2017. Original Russian Text Copyright ? 2002 by Levitin, Zvezdin, Ortenberg, Platonov, Plis, Popov, Puhlmann, Tatsenko.