نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شبستر، کدپستی: 5381637181، شبستر- ایران

10.24200/nst.2020.1139

چکیده

پراکندگی رامان حاصل از زنش دو موج لیزر منتشر شونده در دو سوی مخالف در پلاسمای مغناطیده بررسی شده است. موج‌­های ورودی دارای قطبش دایروی راستگرد بوده و پلاسما در یک میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت محوری قرار دارد. هم‌چنین اختلاف بسامد موج­‌های ورودی بیش‌تر از دو برابر بسامد پلاسما است. نیروی اثرگذار حاصل از موج زنشی، یک موج پلاسمایی را تحریک کرده و موج زنشی را در پلاسما پراکنده می­‌کند. چگالی جریان غیرخطی ناشی از جفت شدن موج پلاسمایی و موج زنشی باعث رشد دامنه این امواج می‌­شود. با استفاده از معادله حرکت الکترون‌­ها و معادله موج، رابطه پاشندگی موج پراکنده شده و آهنگ رشد ناپایداری به دست آمده است. نتایج نشان داد که حضور میدان مغناطیسی محوری باعث افزایش مقدار بیشینه آهنگ رشد می­‌شود. هم‌چنین با افزایش بزرگی میدان مغناطیسی خارجی، آهنگ رشد افزایش می‌­یابد به طوری­که به ازای بسامد قطع، ناپایداری تشدید می­‌شود. هم‌چنین هرچقدر اختلاف بسامد دو موج پمپ بیش‌تر باشد، آهنگ رشد نیز بیش‌تر خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Stimulated Raman scattering of beat wave of two counter-propagating right circularly polarized lasers in an axially magnetized plasma

نویسنده [English]

  • A. Paknezhad

Department of Physics, Faculty of Science, Islamic Azad University, Postalcode: 5381637181, Shabestar – Iran

چکیده [English]

The stimulated Raman scattering caused by beating of two counter-propagating lasers in magnetized plasma has been investigated. The input waves have a right circular polarization and the plasma is embedded in a uniform axial external magnetic field. Also, the difference in frequency of the input waves is more than twice that of the plasma frequency. Pandromotive force generated by the beat wave excites a plasma wave and scatter the beat wave in the plasma. The nonlinear current density due to the coupling of the plasma wave and the beat wave causes the amplitude of these waves to increase. By using the equation of motion of electrons as well as the wave equation, the dispersion relation of the scattered wave and the growth rate of instability have been obtained. It shows that the presence of the magnetic field increases the maximum growth rate. Also, the growth increases by increasing the external magnetic field, so that, the instability is exacerbated at the cutoff frequency. Also, the greater the difference in the frequency of the two waves of pumps, the more the growth rate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Raman scattering
  • Beat wave
  • Magnetized plasma
  • Growth rate
  • Cut-off frequency

1. T.W. Huang, et al, Electron acceleration induced by interaction of two relativistic laser pulses in underdense plasmas, Phys. Rev. E, 98, 053207 (2018).

 

2. L. Hao, et al, Simulation of stimulated Brillouin scattering and stimulated Raman scattering in shock ignition, Phys. Plasmas, 23, 042702, (2016).

 

3. N. Lemos, et al, X-ray sources using a picosecond laser driven plasma accelerator, Physics of plasmas. 26, 83110 (2019).

 

4. V. Sajal, A. Panwar, V.K. Tripathi, Relativistic forward stimulated Raman scattering of a laser in a plasma channel, Phys. Scr. 74, 484-488 (2006).

 

5. Z.J. Liu, et al, Controlling stimulated Raman scattering by two-color light in inertial confinement Fusion, Phys. Plasmas, 24, 082704 (2017).

 

6. J.G. Moreau, et al, Stimulated Raman scattering in the relativistic regime in near-critical plasmas, Phys. Rev. E 95, 013208 (2017),

 

7. A. Paknezhad, D. Dorranian, Nonlinear backward Raman scattering in the short laser pulse interaction with a cold underdense transversely magnetized plasma, Laser and Particle Beams, 29, 373-380 (2011).

 

8. J. Yazdanpanah, Self modulation and scattering instability of a relativistic short laser pulse in an underdense plasma, Plasma Phys. Control. Fusion, 61, 085021 (2019).

 

9. D.F. Gordon, et al, Seeding of the forward Raman instability by ionization fronts and Raman backscatter, Phys. Rev. E, 64, 046404 (2001).

 

10. C.B. Schroeder, et al, Nonlinear pulse propagation and phase velocity of laser-driven plasma waves, Phys. Rev. Lett. 106, 135002 (2011).

 

11. G. Shevets, N.J. Fisch, Parametric Excitations of Fast Plasma Waves by Counterpropagating Laser Beams, Phys. Rev. Lett. 86, 3328 (2001).

 

12. S. Liu, V.K. Tripathi, Second-harmonic generation of Raman scattered light in a plasma channel, Phys. Rev. E, 54, 4098 (1996).

 

13. H.A. Salih, V.K. Tripathi, M. Rafat, Stimulated Raman scattering of the beat wave of counter-propagating lasers, Phys. Plasmas, 11, 2 (2004).

 

14. A. Paknezhad, Effect of dc-magnetic field on the growth rate of Raman backscattering of Xmode laser in magnetized collisional, Plasma Laser and Particle Beams, 34, 80-85 (2016).

 

15. A. Paknezhad, Nonlinear Raman forward scattering of a short laser pulse in a collisional transversely magnetized plasma, Phys. Plasmas, 20, 012110 (2013).

 

16. V. Sajal, D. Dahya, V.K. Tripathi, Stimulated forward Raman scattering of a laser in a magnetized plasma, Phys. Plasmas, 14, 032109 (2007).

 

17. K. Verma, et al, Stimulated Raman scattering of beat wave of two counter-propagating X-mode, Lasers in a magnetized plasma, Phys. Plasmas, 21, 022104 (2014).

 

18. A. Vyas, et al, Effect of the axial magnetic field on coexisting stimulated Raman and Brillouin scattering of a circularly, Laser and Particle Beams, 35, 19-25 (2017).