Нелинейное взаимодействие q-гауссова лазерного пучка с ненамагниченной плазмой: влияние релятивистской и пондеромоторной нелинейности

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.

1. K. A. Brueckner, S. Jorna, Rev. Mod. Phys., 46, 325 (1974).

2. K. Walia, R. K. Verma, A. Singh, Optik, 255, 165745 (2021).

3. K. Walia, Optik, 225, 165889 (2021).

4. K. Walia, Optik, 221, 165365 (2020).

5. K. Walia, Optik, 225, 165592 (2020).

6. K. Walia, Optik, 219, 165040 (2020).

7. M. Tabak, J. Hameer, M. E. Glinsky, W. L. Kruer, Phys. Plasmas, 1, 1626 (1994).

8. E. Esarey, P. Sprangle, J. Krall, A. Ting, IEEE Trans. Plasma Sci., 24, 252 (1996).

9. W. F. Utlaut, R. Cohen, Science, 174, 245 (1971).

10. L. M. Duncan, R. A. Behnke, Phys. Rev. Lett., 41, 998 (1978).

11. P. Sprangle, E. Esarey, J. Krall, Phys. Plasmas, 3, 2183 (1996).

12. A. S. Sandhu, G. R. Kumar, S. Sengupta, A. Das, P. K. Kaw, Phys. Rev. Lett., 95, 025005 (2005).

13. C. S. Liu, V. K. Tripathi, Interaction in Electromagnetic Waves with Electron Beams and Plasmas, World Scientific (1994).

14. M. S. Sodha, V. K. Tripathi, Phys. Rev. A, 16, 2101 (1977).

15. H. Hora, J. Opt. Soc. Am., 65, 882 (1975).

16. R. Y. Chiao, E. Garmire, C. H. Townes, Phys. Rev. Lett., 13, 479 (1964).

17. P. L. Kelley, Phys. Rev. Lett., 15, 1005 (1965).

18. H. M. Milchberg, C. G. Durfee III, T. J. Mcllrath, Phys. Rev. Lett., 75, 2494 (1995).

19. K. Walia, J. Fusion Energy, 35, 446 (2016).

20. K. Walia, D. Tripathi, Y. Tyagi, Commun. Theor. Phys., 68, 245 (2017).

21. K. Walia, S. Kaur, Commun. Theor. Phys., 65, 78 (2016).

22. K. Walia, Optik, 127, 6618 (2016).

23. K. Walia, V. Kakkar, D. Tripathi, Optik, 204, 164150 (2020).

24. A. Singh, K. Walia, Contrib. Plasma Phys., 51, 788 (2011).

25. K. Walia, A. Singh, J. Fusion Energy, 33, 83 (2014).

26. K. Walia, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater., 23, 1450011 (2014).

27. A. Singh, K. Walia, Appl. Phys. B, 101, 617 (2010).

28. S. V. Bulanov, V. I. Kirsanov, N. M. Naumova, A. S. Sakharov, H. A. Shah, I. N. Inovenkov, Phys. Scr., 47, 209 (1993).

29. N. N. Rao, M. Y. Yu, P. K. Shukla, Phys. Scr., 33, 78 (1986).

30. T. Tajima, J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett., 43, 267 (1979).

31. P. Mora, T. M. Antonsen, Jr., Phys. Plasmas, 4, 217 (1997).

32. A. A. Andreev, J. Limpouch, J. Plasma Phys., 62, 179 (1999).

33. M. D. Feit, A. M. Komashko, A. M. Rubenchik, Physica D, 152, 705 (2001).

34. J. Davis, G. M. Petrov, A. L. Velikovich, Phys. Plasmas, 12, 123102 (2005).

35. T. Lehner, Phys. Scr., 49, 704 (1994).

36. 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).

37. S. A. Akhmanov, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, Sov. Phys. Uspekhi, 10, 609 (1968).

38. M. S. Sodha, A. K. Ghatak, V. K. Tripathi, Progress in Optics, North Holland, Amsterdam (1976).

39. M. S. Sodha, A. K. Ghatak, V. K. Tripathi, Self Focusing of Laser Beams in Dielectrics, Semiconductors and Plasmas, Delhi, Tata-McGraw-Hill (1974).

40. N. Singh, N. Gupta, A. Singh, Opt. Commun., 381, 180 (2016).

41. A. Singh, N. Gupta, Optik, 127, 5452 (2016).

42. T. S. Gill, R. Mahajan, R. Kaur, T. S. Gill, R. Mahajan, R. Kaur, Phys. Plasmas, 18, 033110 (2011).

43. T. S. Gill, R. Mahajan, R. Kaur, Laser Part. Beams, 30, 509 (2012).

44. M. Karlsson, D. Anderson, J. Opt. Soc. Am. B, 9, 1558 (1992).

45. T. S. Gill, R. Kaur, R. Mahajan, Optik, 126, 1683 (2015).

46. V. Nanda, N. Kant, Phys. Plasmas, 21, 042101 (2014).

47. N. Kant, M. A. Wani, A. Kumar, Opt. Commun., 285, 4483 (2012).

48. M. A. Wani, N. Kant, Optik, 127, 4705 (2016).

49. A. Sharma, I. Kourakis, Laser Part. Beams, 28, 479 (2010).

50. R. Kaur, T. S. Gill, R. Mahajan, Phys. Plasmas, 053105 (2017).

51. 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).

52. A. R. Niknam, M. Hashemzadeh, B. Shokri, Phys. Plasmas, 16, 033105 (2009).