نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیأت علمی

2 پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران

3 هیات علمی

10.24200/nst.2021.843.1575

چکیده

در این مقاله، مطالعه شبیه سازی گرمایش کیاتیکی الکترون‌ها، طی برهم کنش پالس لیزر با اتم‌های هلیوم و ناشی از تابش های رامان رو به عقب، با استفاده از کد شبیه سازی ذره ای، انجام شده است. برای این منظور، تحولات پالس لیزر خود سازگار از طریق تبدیل فوریه فضای-زمان پتانسیل برداری عرضی، در زمان های مختلف انتشار بررسی و نشان داده شده است که از آنجا که یونش در انتشار تابش رامان رو به عقب تأثیر دارد، به طور محسوس، در آستانه گرمایش کیاتیکی الکترون ها نیز نقش دارد. با توجه به نتایج بدست آمده، مشخص شده است که در پالس لیزر با زمان خیزش بلند، (در اینجا fs 100)، در زمان های اولیه، تابش های رامان رو به عقب، بوسیله نویز اولیه‌ قویتر آغاز می‌شوند. بنابراین، با در نظر گرفتن یونش، شرط لازم برای آستانه آشوب زودتر حاصل شده که به نوبه خود باعث می شود تا گرمایش کیاتیکی الکترون‌ها نیز، در مقایسه با حالتی که پالس لیزر در پلاسمای پیش فرض منتشر می شود سریعتر شروع شود. در نتیجه، در توافق با ماهیت آشوب، الکترون‌ها از طریق سازوکار کیاتیکی در پلاسمای حاصل از یونش میدانی انرژی بیشتری به دست می‌آورند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of the Raman backward radiation evolution leading to chaos in the interaction of strong laser pulses with Helium atoms

نویسندگان [English]

  • Elnaz Khalilzadeh 1
  • Zohreh Dehghani 2
  • امیر چخماچی 3

1 plasma

2 The Plasma Physics and Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran Iran

3 هیات علمی

چکیده [English]

In this paper, the stochastic heating simulation of electrons due to Raman backscatter radiations, during the interaction of a laser pulse with Helium atoms has been studied using a parallel particle-in-cell (PIC) code. In this regard, the self-consistent laser pulse changes through space-time Fourier transform of transverse vector potential are explored at different propagation times. It is demonstrated that since ionization has a striking effect on the emission of Raman backscattered radiation; it also plays a significant role in the threshold of electron stochastic heating. As indicated by the outcomes, it has been seen that in a laser pulse with a long rise time, 100 fs, in the early times, the Raman backscattered radiations are initiated by a strong initial noise. Hence, the fundamental condition for the chaos threshold is satisfied sooner by examining ionization effects. This is what causes the stochastic heating of the electrons to commence faster than in the case that the laser pulse is emitted in the pre-plasma. Accordingly, in concurrence with the idea of chaos, the electrons acquire more energy via the mechanism of stochastic in the field-ionized plasma.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Raman backward radiation
  • chaos
  • PIC simulation code
  • intense laser pulse
  • Helium tom