zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1777Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESВлияние самофокусировки лазерных q-гауссовых пучков на генерацию второй гармоники в столкновительной плазмеIMPACT OF SELF-FOCUSED q-GAUSSIAN LASER BEAM ON SECOND HARMONIC GENERATION IN COLLISIONAL PLASMAWaliaK.WaliaK.

Джаландхар

Department of Physics 

Jalandhar

keshavwalia86@gmail.comSinghR.SinghR.

Джаландхар

Department of Physics 

Jalandhar

Университет DAVDAV University202507022025921138138Copyright © Walia K., Singh R., 20252025Walia K., Singh R.Walia K., Singh R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1777

Исследовано влияние самофокусировки q-гауссова лазерного луча на генерацию второй гармоники (ГВГ) в столкновительной плазме. В случае столкновительной плазмы генерация градиентов плотности происходит в перпендикулярном направлении вследствие перераспределения носителей заряда в результате неравномерного нагрева. Из-за градиентов плотности на частоте накачки образуется волна электронной плазмы, которая взаимодействует с пучком накачки, создавая ГВГ. Известное квазиклассическое приближение и параксиальная теория использованы для вывода дифференциального уравнения второго порядка для перетяжки основного пучка и эффективности второй гармоники. Численное решение уравнений выполнено с использованием высших переменных для лазера и плазмы. Показано, что фокусирующая способность пучка и эффективность генерации второй гармоники улучшаются с увеличением интенсивности лазера, плотности электронной плазмы, радиуса пучка и значений q. 

The present communication explores the impact of the self-focused q-Gaussian laser beam on the second harmonic generation (SHG) in collisional plasma. In the case of collisional plasma, the generation of density gradients takes place in a perpendicular direction due to carrier redistribution on account of nonuniform heating. Due to density gradients, electron plasma wave (EPW) is produced at pump beam frequency. EPW interacts with the pump beam, producing SHG. The well-known Wentzel-Kramers-Brillouin approximation and paraxial theory are used for deriving 2nd-order ODE for the beam waist of the main beam and the efficiency of 2nd harmonics. A numerical solution of equations is carried out by using the supreme variables of laser and plasma. It is observed from analysis that the beam’s focusing ability and the efficiency of the 2nd harmonics are enhanced with the increase in laser intensity, density of plasma electrons, radius of beam and q-values. 

самофокусировкастолкновительная плазмаградиент плотностиволна электронной плазмыэффективность генерации второй гармоникиself-focusingcollisional plasmadensity gradientselectron plasma waveefficiency of second harmonicsReferencesP. Sprangle, E. Esarey, J. Krall, Phys. Plasmas, 3, 2183 (1996).P. Sprangle, E. Esarey, J. Krall, Phys. Plasmas, 3, 2183 (1996).J. Faure, Y. Glinec, A. Pukhov, S. Kiselev, S. Gordienko, E. Lefebvre, J. P. Rousseau, F. Burgy, V. Malka, Nature, 431, 541 (2004).J. Faure, Y. Glinec, A. Pukhov, S. Kiselev, S. Gordienko, E. Lefebvre, J. P. Rousseau, F. Burgy, V. Malka, Nature, 431, 541 (2004).S. C. Wilks, J. M. Dawson, W. B. Mori, T. Katsouleas, M. E. Jones, Phys. Rev. Lett., 62, 2600 (1989).S. C. Wilks, J. M. Dawson, W. B. Mori, T. Katsouleas, M. E. Jones, Phys. Rev. Lett., 62, 2600 (1989).P. B. Corkum, C. Rolland, T. Rao, Phys. Rev. Lett., 57, 2268 (1986).P. B. Corkum, C. Rolland, T. Rao, Phys. Rev. Lett., 57, 2268 (1986).W. F. Utlaut, R. Cohen, Science, 174, 245 (1971).W. F. Utlaut, R. Cohen, Science, 174, 245 (1971).A. Singh, K. Walia, J. Fusion Energy, 32, 355 (2013).A. Singh, K. Walia, J. Fusion Energy, 32, 355 (2013).A. Singh, K. Walia, J. Fusion Energy, 31, 531 (2012).A. Singh, K. Walia, J. Fusion Energy, 31, 531 (2012).K. A. Brueckner, S. Jorna, Rev. Mod. Phys., 46, 325 (1974).K. A. Brueckner, S. Jorna, Rev. Mod. Phys., 46, 325 (1974).K. Walia, J. Fusion Energy, 35, 446 (2016).K. Walia, J. Fusion Energy, 35, 446 (2016).K. Walia, D. Tripathi, Y. Tyagi, Commun. Theor. Phys., 68, 245 (2017).K. Walia, D. Tripathi, Y. Tyagi, Commun. Theor. Phys., 68, 245 (2017).K. Walia, S. Kaur, Commun. Theor. Phys., 65, 78 (2016).K. Walia, S. Kaur, Commun. Theor. Phys., 65, 78 (2016).K. Walia, Optik, 225, 165889 (2021).K. Walia, Optik, 225, 165889 (2021).K. Walia, Optik, 221, 165365 (2020).K. Walia, Optik, 221, 165365 (2020).K. Walia, Optik, 225, 165592 (2020).K. Walia, Optik, 225, 165592 (2020).K. Walia, Optik, 219, 165040 (2020).K. Walia, Optik, 219, 165040 (2020).K. Walia, A. Singh, J. Fusion Energy, 33, No. 1, 83–87 (2014).K. Walia, A. Singh, J. Fusion Energy, 33, No. 1, 83–87 (2014).A. Singh, K. Walia, J. Fusion Energy, 32, 422 (2013).A. Singh, K. Walia, J. Fusion Energy, 32, 422 (2013).B. E. Lemoff, G. Y. Yin, C. L. Gordon III, C. P. J. Barty, S. E. Harris, Phys. Rev. Lett., 74, 1574 (1995).B. E. Lemoff, G. Y. Yin, C. L. Gordon III, C. P. J. Barty, S. E. Harris, Phys. Rev. Lett., 74, 1574 (1995).A. Bers, I. P. Shkarofsky, M. Shoucri, Phys. Plasmas, 16, 022104 (2009).A. Bers, I. P. Shkarofsky, M. Shoucri, Phys. Plasmas, 16, 022104 (2009).K. Walia, Y. Tyagi, D. Tripathi, A. M. Alshehri, N. Ahmad, Optik, 195, 163166 (2019).K. Walia, Y. Tyagi, D. Tripathi, A. M. Alshehri, N. Ahmad, Optik, 195, 163166 (2019).K. Walia, D. Tripathi, Optik, 186, 46 (2019).K. Walia, D. Tripathi, Optik, 186, 46 (2019).G. A. Askaryan, JETP, 15, 1088 (1962).G. A. Askaryan, JETP, 15, 1088 (1962).R. L. Carman, D. W. Forslund, J. M. Kindel, Phys. Rev. Lett., 46, 29 (1981).R. L. Carman, D. W. Forslund, J. M. Kindel, Phys. Rev. Lett., 46, 29 (1981).N. Kant, A. K. Sharma, J. Phys. D Appl. Phys., 37, 998 (2004).N. Kant, A. K. Sharma, J. Phys. D Appl. Phys., 37, 998 (2004).R. N. Agarwal, B. K. Pandey, A. K. Sharma, Phys. Scr., 63, 243 (2001).R. N. Agarwal, B. K. Pandey, A. K. Sharma, Phys. Scr., 63, 243 (2001).A. Bhatia, K. Walia, A. Singh, Optik, 245, 167747 (2021).A. Bhatia, K. Walia, A. Singh, Optik, 245, 167747 (2021).K. Walia, P. Sharma, A. Singh, Optik, 245, 167627 (2021).K. Walia, P. Sharma, A. Singh, Optik, 245, 167627 (2021).K. Walia, R. K. Verma, A. Singh, Optik, 255, 165745 (2021).K. Walia, R. K. Verma, A. Singh, Optik, 255, 165745 (2021).H. Hora, A. K. Ghatak, Phys. Rev. A (Coll Park), 31, 3473 (1985).H. Hora, A. K. Ghatak, Phys. Rev. A (Coll Park), 31, 3473 (1985).P. Jha, E. Agrawal, Phys. Plasmas, 21, 053107 (2014).P. Jha, E. Agrawal, Phys. Plasmas, 21, 053107 (2014).N. H. Burnett, H. A. Baldis, M. C. Richardson, G. D. Enright, Appl. Phys. Lett., 31, 172 (1977).N. H. Burnett, H. A. Baldis, M. C. Richardson, G. D. Enright, Appl. Phys. Lett., 31, 172 (1977).K. Walia, Optik, 127, 6618 (2016).K. Walia, Optik, 127, 6618 (2016).K. Walia, V. Kakkar, D. Tripathi, Optik, 204, 164150 (2020).K. Walia, V. Kakkar, D. Tripathi, Optik, 204, 164150 (2020).F. Brunel, J. Opt. Soc. Am. B, 7, 521 (1990).F. Brunel, J. Opt. Soc. Am. B, 7, 521 (1990).J. Parashar, H. D. Pandey, I.E.E.E. Trans, Plasma Sci. IEEE Nucl. Plasma Sci. Soc., 20, 996 (1992).J. Parashar, H. D. Pandey, I.E.E.E. Trans, Plasma Sci. IEEE Nucl. Plasma Sci. Soc., 20, 996 (1992).M. S. Sodha, J. K. Sharma, D. P. Tewari, R. P. Sharma, S. C. Kaushik, Plasma Phys., 20, 825 (1978).M. S. Sodha, J. K. Sharma, D. P. Tewari, R. P. Sharma, S. C. Kaushik, Plasma Phys., 20, 825 (1978).N. Erokhin, V. E. Zakharov, S. S. Moiseev, Sov. Phys. JETP, 29, 101 (1969).N. Erokhin, V. E. Zakharov, S. S. Moiseev, Sov. Phys. JETP, 29, 101 (1969).U. Teubner, P. Gibbon, Rev. Mod. Phys., 81, 445 (2009).U. Teubner, P. Gibbon, Rev. Mod. Phys., 81, 445 (2009).J. A. Stamper, R. H. Lehmberg, A. Schmitt, M. J. Herbst, F. C. Young, J. H. Gardner, S. P. Obenschain, Phys. Rev. E Stat. Phys. Plas. Fluids Rel. Interdiscip. Top., 28, No. 8, 2563 (1985).J. A. Stamper, R. H. Lehmberg, A. Schmitt, M. J. Herbst, F. C. Young, J. H. Gardner, S. P. Obenschain, Phys. Rev. E Stat. Phys. Plas. Fluids Rel. Interdiscip. Top., 28, No. 8, 2563 (1985).G. Purohit, P. Rawat, R. Gauniyal, Phys. Plasmas, 23, 013103 (2016).G. Purohit, P. Rawat, R. Gauniyal, Phys. Plasmas, 23, 013103 (2016).G. Purohit, Chin. J. Phys., 77, 2639 (2022).G. Purohit, Chin. J. Phys., 77, 2639 (2022).P. Sharma, R. P. Sharma, Phys. Plasmas, 19, 122106 (2012)P. Sharma, R. P. Sharma, Phys. Plasmas, 19, 122106 (2012)N. Kant, V. Thakur, Optik, 127, 4167 (2016).N. Kant, V. Thakur, Optik, 127, 4167 (2016).V. Sharma, V. Thakur, N. Kant, Opt. Quant. Electron., 52, 444 (2020).V. Sharma, V. Thakur, N. Kant, Opt. Quant. Electron., 52, 444 (2020).V. Thakur, N. Kant, Optik, 168, 159 (2018).V. Thakur, N. Kant, Optik, 168, 159 (2018).N. Singh, N. Gupta, A. Singh, Opt. Commun., 381, 180 (2016).N. Singh, N. Gupta, A. Singh, Opt. Commun., 381, 180 (2016).A. Singh, N. Gupta, Optik, 127, 2432 (2016).A. Singh, N. Gupta, Optik, 127, 2432 (2016).M. S. Sodha, P. K. Kaw, Harmonics in Plasmas in Advances in Electronics and Electron Physics, 27, Ed. L. Marton, Academic, New York, 187293 (1969).M. S. Sodha, P. K. Kaw, Harmonics in Plasmas in Advances in Electronics and Electron Physics, 27, Ed. L. Marton, Academic, New York, 187293 (1969).M. Bauer, C. Lei, K. Read, R. Tobey, J. Gland, M. M. Murnane, H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett., 87, 025501 (2001).M. Bauer, C. Lei, K. Read, R. Tobey, J. Gland, M. M. Murnane, H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett., 87, 025501 (2001).C. Winterfeldt, C. Spielmann, G. Gerber, Rev. Mod. Phys., 80, 117 (2008).C. Winterfeldt, C. Spielmann, G. Gerber, Rev. Mod. Phys., 80, 117 (2008).R. I. Tobey, M. E. Siemens, O. Cohen, M. M. Murnane, H. C. Kapteyn, K. A. Nelson, Opt. Lett., 87, 286 (2007).R. I. Tobey, M. E. Siemens, O. Cohen, M. M. Murnane, H. C. Kapteyn, K. A. Nelson, Opt. Lett., 87, 286 (2007).G. Fibich, Phys. Rev. Lett., 76, 4356 (1996).G. Fibich, Phys. Rev. Lett., 76, 4356 (1996).D. W. Forslund, J. M. Kindel, E. L. Lindman, Phys. Fluids, 18, 1002 (1975).D. W. Forslund, J. M. Kindel, E. L. Lindman, Phys. Fluids, 18, 1002 (1975).C. Joshi, T. Tajima, J. M. Dawson, H. A. Baldis, N. A. Ebrahim, Phys. Rev. Lett., 47, 1285 (1981).C. Joshi, T. Tajima, J. M. Dawson, H. A. Baldis, N. A. Ebrahim, Phys. Rev. Lett., 47, 1285 (1981).A. Modena, Z. Najmudin, A. E. Dangor, C. E. Clayton, K. A. Marsh, C. Joshi, V. Malka, C. D. Darrow, C. Danson, D. Neely, F. N. Walsh, Nature, 377, 606 (1995).A. Modena, Z. Najmudin, A. E. Dangor, C. E. Clayton, K. A. Marsh, C. Joshi, V. Malka, C. D. Darrow, C. Danson, D. Neely, F. N. Walsh, Nature, 377, 606 (1995).K. Nakajima, D. Fisher, T. Kawakubo, H. Nakanishi, A. Ogata, Y. Kato, Y. Kitagawa, R. Kodama, K. Mima, H. Shiraga, K. Suzuki, K. Yamakawa, T. Zhang, Y. Sakawa, T. Shoji, Y. Nishida, N. Yugami, M. Downer, T. Tajima, Phys. Rev. Lett., 74, 4428 (1995).K. Nakajima, D. Fisher, T. Kawakubo, H. Nakanishi, A. Ogata, Y. Kato, Y. Kitagawa, R. Kodama, K. Mima, H. Shiraga, K. Suzuki, K. Yamakawa, T. Zhang, Y. Sakawa, T. Shoji, Y. Nishida, N. Yugami, M. Downer, T. Tajima, Phys. Rev. Lett., 74, 4428 (1995).C. A. Coverdale, C. B. Darrow, C. D. Decker, W. B. Mori, K.-C. Tzeng, K. A. Marsh, C. E. Clayton, C. Joshi, Phys. Rev. Lett., 74, 4659 (1995).C. A. Coverdale, C. B. Darrow, C. D. Decker, W. B. Mori, K.-C. Tzeng, K. A. Marsh, C. E. Clayton, C. Joshi, Phys. Rev. Lett., 74, 4659 (1995).M. S. Sodha, A. K. Ghatak, V. K. Tripathi, Progress in Optics, North Holland, Amsterdam (1976).M. S. Sodha, A. K. Ghatak, V. K. Tripathi, Progress in Optics, North Holland, Amsterdam (1976).S. A. Akhmanov, A. Sukhorukov, R. Khokhlov, Sov. Phys. Uspekhi, 10, 609 (1968).S. A. Akhmanov, A. Sukhorukov, R. Khokhlov, Sov. Phys. Uspekhi, 10, 609 (1968).M. S. Sodha, A. K. Ghatak, V. K. Tripathi, Self-Focusing of Laser Beams in Dielectrics, Semiconductors and Plasmas, Tata-McGraw-Hill, Delhi (1970).M. S. Sodha, A. K. Ghatak, V. K. Tripathi, Self-Focusing of Laser Beams in Dielectrics, Semiconductors and Plasmas, Tata-McGraw-Hill, Delhi (1970).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.