对飞秒激光等离子体中成丝现象的研究

采用光学阴影法和散射光成像,对飞秒激光等离子体中的局域密度涨落进行了研究.在实验中观察到了成丝不稳定性现象.从理论上对有质动力引起的局域密度涨落进行了分析.分析表明,这种成丝不稳定性主要是由有质动力造成的.     

超强线极化激光在e-p等离子体中传播的成丝不稳定性

基于超强线极化激光在正负电子对(e-p)等离子体中的传播方程,讨论了相互作用过程中的成丝不稳定性。得到了电磁波的非线性色散关系和不稳定性增长率,并讨论了传播过程中激光强度和等离子体温度对成丝不稳定性的影响。结果表明,成丝不稳定性的强弱主要由相互作用的非线性效应与受有质动力作用后等离子体密度的减小之间的竞争所决定。     

激光在高温等离子体中的成丝不稳定性数值模拟

简要介绍激光－靶耦合中,二维（ｙ,ｚ）、三维（ｘ,ｙ,ｚ）成丝不稳定性数值模拟方法及计算结果。该方法包括非局域热传导和Ｌａｎｄａｕ阻尼。二维（ｙ,ｚ）成丝过程的发展与一维双温单流体力学计算同步耦合,成丝的零级量由一维双温单流体力学计算提供。三维（ｘ,ｙ,ｚ）成丝的模拟采用固定时刻的零级量为背景进行计算。成丝过程的发展除与成丝背景有关外,还与扰动波长、入射激光强度、激光波长等有关。计算结果表明：成丝     

激光在高温等离子体中的成丝不稳定性数值模拟

简要介绍激光一靶耦合中,二维(y,z)、三维(z,y,z)成丝不稳定性数值模拟方法及计算结果。该方法包括非局域热传导和Landau阻尼。二维(y,z)成丝过程的发展与一维双温单流体力学计算同步耦合,成丝的零级量由一维双温单流体力学计算提供。三维(z,y,g)成丝的模拟采用固定时刻的零级量为背景进行计算。成丝过程的发展除与成丝背景有关外,还与扰动波长、入射激光强度、激光波长等有关。计算结果表明：成丝不稳定的产生和发展,将严重影响光束质量,府进一步深入、系统地研究。     

非局域自散焦克尔介质中空间光暗孤子成丝的理论与实验研究

对非局域自散焦克尔介质中的空间光暗孤子成丝进行了研究. 理论上从非局域非线性理论模型出发, 数值模拟研究了非局域程度和吸收系数对暗孤子成丝的影响. 当入射背景光强一定时, 非局域程度越大成丝起始点越远、成丝数量越少; 而当入射背景光强与临界光强之比一定时, 非局域程度基本不影响成丝起始点以及成丝数量, 且非局域下的成丝数量与局域下一样. 此外, 当入射背景光强一定时, 吸收系数越大成丝数量越少. 实验上通过改变染料溶液的浓度以及背景光斑的椭圆率, 分别研究了样品浓度和背景光斑椭圆率对暗孤子成丝的影响. 当入射背景平均光强一定时, 样品浓度越小成丝数量越少, 背景光斑椭圆率越小成丝数量越少; 而当入射背景平均光强与临界光强之比一定时, 样品浓度基本不影响成丝数量. 在实验中还观察到了光学冲击波现象.     

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由色散方程和流体方程推导得到了横等离激元和对等离子体相互作用的非线性控制方程,利用场论的方法构建非线性控制方程的拉格朗日密度函数并求得相互作用过程中守恒的等离激元数和总能量。通过标度变换发现横等离激元由于调制不稳定性将坍塌形成小尺度的局域结构。在坍塌过程中横等离激元产生的有质动力随场强的增强而增强。由于有质动力对粒子的排斥,对等离子体中将产生小尺度的密度空穴。     

黑腔中空间束匀滑光束成丝不稳定性的数值模拟北大核心CSCD

为深入研究黑腔内激光成丝不稳定性产生和发展,建立了空间束匀滑光束的传播模型,利用三维激光等离子体相互作用程序LAP3D模拟了黑腔物理条件下的大尺度成丝现象。模拟结果可正确描述成丝后光强的束发散现象及谱空间光强分布特征。从激光能量参数角度分析了导致成丝不稳定性发展的物理因素,并讨论了应用空间束匀滑技术抑制成丝不稳定性的局限性。研究表明:空间束匀滑光束发展成丝的能力取决于光斑内小焦斑的成丝表现,当具备成丝能力的小焦斑份额达到一定比例后,就会导致整个空间束匀滑光束成丝,因此对于光斑平均功率密度较高的光束,须考虑结合其他束匀滑手段来抑制成丝发展。     

相干与非相干激光成丝不稳定性的数值模拟研究

利用二维三温磁流体力学激光靶程序（ＣＡＳＴＯＲ）数值模拟了相干光和诱导空间非相干（ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ＩＳＩ）光的成丝不稳定性．用求解激光传播方程和简化流体模型的方法研究了随机相位板（ｒａｎｄｏｍ ｐｈａｓｅ ｐｌａｔｅ ＲＰＰ）光滑化技术对成丝不稳定性的影响，结果表明ＩＳＩ和ＲＰＰ去相干方法可以有条件地减弱或抑制成丝不稳定性． 关键词：     

强激光部分离化等离子体成丝不稳定性

从部分离化等离子体和通常的全离化等离子体的差异是存在束缚电子出发,分析强激光在部分离化等离子体中的传播和折射指数,其束缚电子加强成丝不稳定性的发展.对钕玻璃三倍频激光金靶等离子体的原子成丝不稳定性进行了计算和分析.结果表明强激光部分离化等离子体的原子成丝不稳定性显著高于相对论成丝不稳定性. 关键词： 激光等离子体相互作用 部分离化等离子体 成丝不稳定性     

飞秒激光等离子体中电子热传导现象的数值模拟

采用相对论电磁粒子模拟程序研究了飞秒激光等离子体相互作用中产生的电流密度、电场和自生磁场的发展演化过程。介绍了电子的非局域热输运的基本特性以及激光加热过程中温度烧蚀前沿稠密等离子体子区的预热效应、临界面附近的限流效应,以及冕区的反扩散与限流效应,得到了经典Spitzer-Harm理论描述的电子热传导随自生磁场的演化情形。数值模拟表明:在线性强激光作用下,由于电子初始时刻的无规则热运动,在等离子体上激发电磁不稳定性,而不稳定性激发的强电磁场使电子束在非常短的距离内沉积能量,同时对在激光有质动力推开电子时形成的超热电子能量输运产生抑制作用。