Самофокусировка асимметричных лазерных пучков Эйри–Гаусса в плазме с экспоненциальным распределением плотности

На основе параксиального и квазиклассического приближений на основе распределения плотности исследована самофокусировка асимметричных конечных пучков Эйри–Гаусса (AiG) в плазме. Рассматривается релятивистская нелинейность диэлектрической проницаемости плазмы. Распределение электрического поля асимметричных конечных пучков AiG выражается через параметры ширины пучка f₁ и f₂ с соответствующими параметрами модуляции a и b для поперечных размеров пучка. Связанные дифференциальные уравнения, управляющие поведением f₁ и f₂ с безразмерным расстоянием распространения ξ, устанавливаются из параболического уравнения. Обсуждается влияние профиля экспоненциального распределения плотности на самофокусировку асимметричных конечных пучков AiG. Особо выделена чувствительность асимметрии в параметрах a и b конечного пучка AiG и экспоненциального распределения плотности плазмы. 

1. M. Vranic, R. A. Fonseca, L. O. Silva, Plasma Phys. Control. Fusion, 60, 034002 (2018).

2. R. A. Ganeev, Sci. Rep., 13, 13951 (2023).

3. R. Betti, O. A. Hurricane, Nature Phys., 12, 435–448 (2016).

4. C. Tailliez, X. Davoine, A. Debayle, L. Gremillet, L. Berge, Phys. Rev. Lett., 128, 174802 (2022).

5. S. D. Patil, P. P. Chikode, M. V. Takale, J. Opt., 47, 174–179 (2018).

6. D. N. Gupta, M. S. Hur, H. Suk, Appl. Phys. Lett., 91, 081505 (2007).

7. T. Y. Chien, C. L. Chang, C. H. Lee, J. Y. Lin, J. Wang, S. Y. Chen, Phys. Rev. Lett., 94, 115003 (2005).

8. R. Sadighi-Bonabi, M. Habibi, E. Yazdani, Phys. Plasmas, 16, 083105 (2009).

9. M. Habibi, F. Ghamari, Phys. Plasmas, 18, 103107 (2011).

10. S. D. Patil, M. V. Takale, Phys. Plasmas, 20, 083101 (2013).

11. M. Aggarwal, H. Kumar, N. Kant, Optik, 127, 2212–2216 (2016).

12. H. Kumar, M. Aggarwal, Richa, D. Sharma, S. Chandok, T. S. Gill, Laser Part. Beams, 36, 179–185 (2018).

13. A. T. Valkunde, S. D. Patil, M. V. Takale, B. D. Vhanmore, T. U. Urunkar, K. M. Gavade, D. N. Gupta, Optik, 158, 1034-1039 (2018).

14. A. T. Valkunde, S. D. Patil, B. D. Vhanmore, T. U. Urunkar, K. M. Gavade, M. V. Takale, V. J. Fulari, Phys. Plasmas, 25, 033103 (2018).

15. S. D. Patil, A. T. Valkunde, B. D. Vhanmore, T. U. Urunkar, K. M. Gavade, M. V. Takale, AIP Conf. Proc., 2142, 110012 (2019).

16. B. D. Vhanmore, A. T. Valkunde, T. U. Urunkar, K. M. Gavade, S. D. Patil, M. V. Takale, Eur. Phys. J. D, 73, 45 (2019).

17. K. M. Gavade, T. U. Urunkar, B. D. Vhanmore, A. T. Valkunde, M. V. Takale, S. D. Patil, J. Appl. Spectrosc., 87, 499–504 (2020).

18. B. D. Vhanmore, M. V. Takale, S. D. Patil, Phys. Plasmas, 27, 063104 (2020).

19. S. D. Patil, B. D. Vhanmore, M. V. Takale, J. Opt., 49, 510–515 (2020).

20. K. Y. Khandale, P. T. Takale, T. U. Urunkar, S. S. Patil, P. P. Nikam, M. B. Mane, V. S. Pawar, A. T. Valkunde, S. D. Patil, M. V. Takale, Bulg. J. Phys., 49, 375–385 (2022).

21. K.Y.Khandale, P.T.Takale, S.S. Patil, T. U. Urunkar, S. D. Patil, M. V. Takale, Braz. J. Phys., 53, 13 (2023).

22. P. P. Patil, S. D. Patil, M. V. Takale, Indian J. Pure Appl. Phys., 61, 897–902 (2023).

23. P. Takale, K. Khandale, S. Patil, S. Patil, M. Takale, Mod. Phys. Lett. B, 37, 2350185 (2023).

24. V. Thakur, N. Kant, Optik, 172, 191–196 (2018).

25. V. Thakur, S. K. Chakravarti, J. P. Kushwaha, N. Kant, Optik, 202, 163727 (2020).

26. A. T. Valkunde, B. D. Vhanmore, T. U. Urunkar, K. M. Gavade, S. D. Patil, M. V. Takale, AIP Conf. Proc., 1953, 140088 (2018).

27. A. A. Butt, N. Kant, V. Thakur, Phys. Scr., 98, 045621 (2023).

28. H. Kumar, M. Aggarwal, Richa, T. S. Gill, J. Opt. Soc. Am. B, 35, 1635–1641 (2018).

29. V. Thakur, N. Kant, Optik, 183, 912–917 (2019).

30. V. Thakur, M. A. Wani, N. Kant, Commun. Theor. Phys., 71, 736–740 (2019).

31. V. Thakur, N. Kant, Braz. J. Phys., 49, 113–118 (2019).

32. N. Kant, V. Thakur, Chin. J. Phys., 70, 182–187 (2021).

33. M. V. Berry, N. L. Balazs, Am. J. Phys., 47, 264–267 (1979).

34. N. K. Efremidis, Z. Chen, M. Segev, D. N. Christodoulides, Optica, 6, 686–701 (2019).

35. J. Broky, G. A. Siviloglou, A. Dogariu, D. N. Christodoulides, Opt. Express, 16, 12880–12891 (2008).

36. N. Wiersma, N. Marsal, M. Sciamanna, D. Wolfersberger, Sci. Rep., 6, 35078 (2016).

37. K. Liu, P. Huang, X. C. Zhang, Front. Optoelectron., 12, 117–147 (2019).

38. D. Colas, Phys. Rev. Res., 2, 033274 (2020).

39. T. Bouchet, N. Marsal, M. Sciamanna, D. Wolfersberger, Sci. Rep., 12, 9064 (2022).

40. P. Chen, Z. Pang, Z.-Y. Chen, Phys. Rev. A, 109, 013522 (2024).

41. L. Ouahid, L. Dalil-Essakali, A. Belafhal, Optik, 154, 58–66 (2018).

42. L. Ouahid, L. Dalil-Essakali, A. Belafhal, Opt. Quant. Electron., 50, 216 (2018).

43. V. S. Pawar, S. R. Kokare, S. D. Patil, M.V. Takale, Laser Part. Beams, 38, 204–210 (2020).

44. V. S. Pawar, P. P. Nikam, S. R. Kokare, S. D. Patil, M. V. Takale, J. Opt., 50, 403–409 (2021).

45. P. P. Nikam, V. S. Pawar, P. T. Takale, K. Y. Khandale, S. S. Patil, M. B. Mane, S. D. Patil, M. V. Takale, Indian J. Pure Appl. Phys., 60, 576–581 (2022).

46. J. Zhu, H. Tang, Q. Gao, Res. Phys., 16, 102854 (2020).

47. M. S. Sodha, A. K. Ghatak, V. K. Tripathi, Prog. Opt., 13, 169–265 (1976).

48. R. K. Khanna, K. Baheti, Indian J. Phys., 73B, 73 (1999).

49. V. P. Nayyar, V. S. Soni, J. Phys. D: Appl. Phys., 12, 239 (1979).

50. M. V. Takale, S. T. Navare, S. D. Patil, V. J. Fulari, M. B. Dongare, Opt. Commun., 282, 3157–3162 (2009).