zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1818Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESНелинейное взаимодействие q-гауссова лазерного пучка с ненамагниченной плазмой: влияние релятивистской и пондеромоторной нелинейностиNonlinear Interaction of q-Gaussian Laser Beam with Unmagnetized Plasma: Effect of Relativistic and Ponderomotive NonlinearityWaliaK.WaliaKeshav

Джаландхар

Jalandhar

keshavwalia86@gmail.comTripathyA.TripathyAnamika

Джаландхар

Jalandhar

Университет DAVDepartment of Physics, DAV University Jalandhar202528032025922261261Copyright © Walia K., Tripathy A., 20252025Walia K., Tripathy A.Walia K., Tripathy A.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/1818

Исследовано нелинейное взаимодействие q-гауссова лазерного пучка с ненамагниченной плазмой. Релятивистская и пондеромоторная нелинейности рассматриваются вместе. Квазиклассическое приближение и параксиальная теория используются для вывода дифференциального уравнения второго порядка, выражающего изменение перетяжки пучка в зависимости от нормализованного расстояния распространения. Поведение перетяжки пучка в зависимости от нормализованного расстояния распространения исследуется с помощью метода RK4. Проанализировано влияние установленных параметров лазера и плазмы (температуры плазмы, интенсивности лазера, плотности плазмы и параметра q) на перетяжку пучка.

The present work explores the nonlinear interaction of q-Gaussian laser beam with unmagnetized plasma. Relativistic and ponderomotive nonlinearities are taken together in the present investigation. The Wentzel–Kramers–Brillouin (WKB) approximation and paraxial theory are used for deriving the secondorder ODE-expressing variation of beam waist against the normalized propagation distance. Further, the behavior of the beam waist against normalized propagation distance is explored through the RK4 method. The impact of established parameters of laser and plasma such as plasma temperature, laser intensity, plasma density, and q parameter on the beam waist is also analyzed.

q-гауссов пучокненамагниченная плазмарелятивистские эффектыпондеромоторная нелинейностьперетяжка пучкатемпература электроновq-Gaussian beamunmagnetized plasmarelativistic effectsponderomotive nonlinearitybeam waisttemperature of electronReferencesK. A. Brueckner, S. Jorna, Rev. Mod. Phys., 46, 325 (1974).K. A. Brueckner, S. Jorna, Rev. Mod. Phys., 46, 325 (1974).K. Walia, R. K. Verma, A. Singh, Optik, 255, 165745 (2021).K. Walia, R. K. Verma, A. Singh, Optik, 255, 165745 (2021).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).M. Tabak, J. Hameer, M. E. Glinsky, W. L. Kruer, Phys. Plasmas, 1, 1626 (1994).M. Tabak, J. Hameer, M. E. Glinsky, W. L. Kruer, Phys. Plasmas, 1, 1626 (1994).E. Esarey, P. Sprangle, J. Krall, A. Ting, IEEE Trans. Plasma Sci., 24, 252 (1996).E. Esarey, P. Sprangle, J. Krall, A. Ting, IEEE Trans. Plasma Sci., 24, 252 (1996).W. F. Utlaut, R. Cohen, Science, 174, 245 (1971).W. F. Utlaut, R. Cohen, Science, 174, 245 (1971).L. M. Duncan, R. A. Behnke, Phys. Rev. Lett., 41, 998 (1978).L. M. Duncan, R. A. Behnke, Phys. Rev. Lett., 41, 998 (1978).P. Sprangle, E. Esarey, J. Krall, Phys. Plasmas, 3, 2183 (1996).P. Sprangle, E. Esarey, J. Krall, Phys. Plasmas, 3, 2183 (1996).A. S. Sandhu, G. R. Kumar, S. Sengupta, A. Das, P. K. Kaw, Phys. Rev. Lett., 95, 025005 (2005).A. S. Sandhu, G. R. Kumar, S. Sengupta, A. Das, P. K. Kaw, Phys. Rev. Lett., 95, 025005 (2005).C. S. Liu, V. K. Tripathi, Interaction in Electromagnetic Waves with Electron Beams and Plasmas, World Scientific (1994).C. S. Liu, V. K. Tripathi, Interaction in Electromagnetic Waves with Electron Beams and Plasmas, World Scientific (1994).M. S. Sodha, V. K. Tripathi, Phys. Rev. A, 16, 2101 (1977).M. S. Sodha, V. K. Tripathi, Phys. Rev. A, 16, 2101 (1977).H. Hora, J. Opt. Soc. Am., 65, 882 (1975).H. Hora, J. Opt. Soc. Am., 65, 882 (1975).R. Y. Chiao, E. Garmire, C. H. Townes, Phys. Rev. Lett., 13, 479 (1964).R. Y. Chiao, E. Garmire, C. H. Townes, Phys. Rev. Lett., 13, 479 (1964).P. L. Kelley, Phys. Rev. Lett., 15, 1005 (1965).P. L. Kelley, Phys. Rev. Lett., 15, 1005 (1965).H. M. Milchberg, C. G. Durfee III, T. J. Mcllrath, Phys. Rev. Lett., 75, 2494 (1995).H. M. Milchberg, C. G. Durfee III, T. J. Mcllrath, Phys. Rev. Lett., 75, 2494 (1995).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, 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).A. Singh, K. Walia, Contrib. Plasma Phys., 51, 788 (2011).A. Singh, K. Walia, Contrib. Plasma Phys., 51, 788 (2011).K. Walia, A. Singh, J. Fusion Energy, 33, 83 (2014).K. Walia, A. Singh, J. Fusion Energy, 33, 83 (2014).K. Walia, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater., 23, 1450011 (2014).K. Walia, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater., 23, 1450011 (2014).A. Singh, K. Walia, Appl. Phys. B, 101, 617 (2010).A. Singh, K. Walia, Appl. Phys. B, 101, 617 (2010).S. V. Bulanov, V. I. Kirsanov, N. M. Naumova, A. S. Sakharov, H. A. Shah, I. N. Inovenkov, Phys. Scr., 47, 209 (1993).S. V. Bulanov, V. I. Kirsanov, N. M. Naumova, A. S. Sakharov, H. A. Shah, I. N. Inovenkov, Phys. Scr., 47, 209 (1993).N. N. Rao, M. Y. Yu, P. K. Shukla, Phys. Scr., 33, 78 (1986).N. N. Rao, M. Y. Yu, P. K. Shukla, Phys. Scr., 33, 78 (1986).T. Tajima, J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett., 43, 267 (1979).T. Tajima, J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett., 43, 267 (1979).P. Mora, T. M. Antonsen, Jr., Phys. Plasmas, 4, 217 (1997).P. Mora, T. M. Antonsen, Jr., Phys. Plasmas, 4, 217 (1997).A. A. Andreev, J. Limpouch, J. Plasma Phys., 62, 179 (1999).A. A. Andreev, J. Limpouch, J. Plasma Phys., 62, 179 (1999).M. D. Feit, A. M. Komashko, A. M. Rubenchik, Physica D, 152, 705 (2001).M. D. Feit, A. M. Komashko, A. M. Rubenchik, Physica D, 152, 705 (2001).J. Davis, G. M. Petrov, A. L. Velikovich, Phys. Plasmas, 12, 123102 (2005).J. Davis, G. M. Petrov, A. L. Velikovich, Phys. Plasmas, 12, 123102 (2005).T. Lehner, Phys. Scr., 49, 704 (1994).T. Lehner, Phys. Scr., 49, 704 (1994).M. S. Wei, S. P. D. Mangles, Z. Najmudin, B. Walton, A. Gopal, M. Tatarakis, A. E. Dangor, E. L. Clark, R. G. Evans, S. Fritzler, R. J. Clarke, C. Hernandez-Gomez, D. Neely, W. Mori, M. Tzoufras, K. Krushelnick, Phys. Rev. Lett., 93, 155003 (2004).M. S. Wei, S. P. D. Mangles, Z. Najmudin, B. Walton, A. Gopal, M. Tatarakis, A. E. Dangor, E. L. Clark, R. G. Evans, S. Fritzler, R. J. Clarke, C. Hernandez-Gomez, D. Neely, W. Mori, M. Tzoufras, K. Krushelnick, Phys. Rev. Lett., 93, 155003 (2004).S. A. Akhmanov, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, Sov. Phys. Uspekhi, 10, 609 (1968).S. A. Akhmanov, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, Sov. Phys. Uspekhi, 10, 609 (1968).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).M. S. Sodha, A. K. Ghatak, V. K. Tripathi, Self Focusing of Laser Beams in Dielectrics, Semiconductors and Plasmas, Delhi, Tata-McGraw-Hill (1974).M. S. Sodha, A. K. Ghatak, V. K. Tripathi, Self Focusing of Laser Beams in Dielectrics, Semiconductors and Plasmas, Delhi, Tata-McGraw-Hill (1974).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, 5452 (2016).A. Singh, N. Gupta, Optik, 127, 5452 (2016).T. S. Gill, R. Mahajan, R. Kaur, T. S. Gill, R. Mahajan, R. Kaur, Phys. Plasmas, 18, 033110 (2011).T. S. Gill, R. Mahajan, R. Kaur, T. S. Gill, R. Mahajan, R. Kaur, Phys. Plasmas, 18, 033110 (2011).T. S. Gill, R. Mahajan, R. Kaur, Laser Part. Beams, 30, 509 (2012).T. S. Gill, R. Mahajan, R. Kaur, Laser Part. Beams, 30, 509 (2012).M. Karlsson, D. Anderson, J. Opt. Soc. Am. B, 9, 1558 (1992).M. Karlsson, D. Anderson, J. Opt. Soc. Am. B, 9, 1558 (1992).T. S. Gill, R. Kaur, R. Mahajan, Optik, 126, 1683 (2015).T. S. Gill, R. Kaur, R. Mahajan, Optik, 126, 1683 (2015).V. Nanda, N. Kant, Phys. Plasmas, 21, 042101 (2014).V. Nanda, N. Kant, Phys. Plasmas, 21, 042101 (2014).N. Kant, M. A. Wani, A. Kumar, Opt. Commun., 285, 4483 (2012).N. Kant, M. A. Wani, A. Kumar, Opt. Commun., 285, 4483 (2012).M. A. Wani, N. Kant, Optik, 127, 4705 (2016).M. A. Wani, N. Kant, Optik, 127, 4705 (2016).A. Sharma, I. Kourakis, Laser Part. Beams, 28, 479 (2010).A. Sharma, I. Kourakis, Laser Part. Beams, 28, 479 (2010).R. Kaur, T. S. Gill, R. Mahajan, Phys. Plasmas, 053105 (2017).R. Kaur, T. S. Gill, R. Mahajan, Phys. Plasmas, 053105 (2017).L. Wang, X. R. Hong, J. A. Sun, R. A. Tang, Y. Yang, W. J. Zhou, J. M. Tian, W. S. Duan, Phys. Lett. Sec. A: Gen. At. Solid State Phys., 381, 2065 (2017).L. Wang, X. R. Hong, J. A. Sun, R. A. Tang, Y. Yang, W. J. Zhou, J. M. Tian, W. S. Duan, Phys. Lett. Sec. A: Gen. At. Solid State Phys., 381, 2065 (2017).A. R. Niknam, M. Hashemzadeh, B. Shokri, Phys. Plasmas, 16, 033105 (2009).A. R. Niknam, M. Hashemzadeh, B. Shokri, Phys. Plasmas, 16, 033105 (2009).

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