اثر كانال يوني بر خودكانوني شدن پالس ليزري گاؤسي در پلاسماهاي كم چگال

effect of the plasma ion channel on self-focusing of a Gaussian laser pulse in underdense plasma

در اين مقاله ما به بررسي خودكانوني شدن يك پالس ليزري با نمايه شدت گاؤسي در پلاسماي غير مغناطيده خواهيم پرداخت. چگالي پلاسما در اثر اعمال ميدان­هاي الكترومغناطيسي قوي دچار تحول مي­شود كه در شرايط خاص اين تحول منجر به شتاب گيري الكترون­ها به انرژي و سرعت بالا مي­گردد. لذا معادله تحول چگالي پلاسما را با درنظر گرفتن نيروي اثرگذار الكترون‌ها محاسبه كرده­ايم. با توجه به تصحيح نسبيتي جرم الكترون‌هاي پلاسما و با در نظر گرفتن اثر كانال يوني ناشي از نيروي اثرگذار در تقريب نسبيتي ضعيف نحوه انتشار يك پالس ليزري پرتوان را در يك پلاسماي كم چگال بررسي كرده­ و تحول پهناي باريكه ليزري را به دست آورده­ايم. در اين كار نشان داده­ايم كه انتخاب صحيح نسبت شعاع كانال يوني به اندازه لكه روشن ليزر منجر به داشتن رفتارهاي خودكانوني متفاوتي براي پالس ليزري در پلاسما خواهد شد.

We have considered the self-focusing of a Gaussian laser pulse in unmagnetized plasma. High-intensity electromagnetic fields cause the variation of electron density in plasma. These changes in the special conditions cause the acceleration of electrons to the higher energy and velocities. Thus the equation of plasma density evolution was obtained considering the electrons ponderomotive force. Then, an equation for the width of laser pulse with a relativistic mass correction term and the effect of ion channel were derived and the propagation of high-intensity laser pulse in an underdense plasma with weak relativistic approximation was investigated. It is shown that the ratio of ion channel radius to spot size could result in different forms of self focusing for the laser pulse in plasma.