بررسي انتشار غيرخطي موج دايره‌اي منتشر شده در يك پلاسماي داغ مغناطيده در حضور ويگلر تخت مگنتواستاتيك

Study of non-linear interaction of circular laser pulse propagating through hot magnetized plasma in the presence of a planar magnetostatic wiggler

در اين مقاله آثار غيرخطي خودكانونگي و واگرايي قطبش دايره‌اي راستگرد و چپگرد تپ ليزر منتشر شده در يك پلاسماي داغ مغناطيده در حضور ويگلر تخت مگنتواستاتيك به طور نظري مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتدا معادله موج غيرخطي توصيف كننده اندازه لكه تپ ليزر براي قطبش‌هاي راستگرد و چپگرد موج دايره‌اي به دست آمده است. سپس، اثر ميدان ويگلري بر روي خودكانونگي تپ ليزر مورد بحث قرار گرفته است. به علاوه، رابطه پاشندگي غيرخطي تپ ليزر با استفاده از معادلات انتقال تكانه، پيوستگي و ماكسول و با در نظرگرفتن اثرات ميدان ويگلري محاسبه شد. همچنين تغييرات چگالي زمينه پلاسما با توجه به اندازه لكه ليزر و توان بهنجار تپ ليزر با نظر گرفتن تغييرات ميدان ويگلري مورد بررسي قرار گرفت. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه در قطبش راستگرد وقتي اندازه ميدان ويگلري افزايش مي‌يابد، اندازه لكه تپ ليزر كاهش يافته و باريكه ليزر بيشتر كانوني مي‌شود. همچنين در قطبش چپگرد هنگامي كه اندازه ميدان ويگلري افزايش مي‌يابد، متناسب با اين افزايش، اندازه لكه تپ ليزر افزايش يافته و باريكه ليزر بيشتر واگرا مي‌شود. از طرفي با افزايش بسامد ويگلري، تغييرات توان داراي يك رفتار صعودي است. به علاوه، چگالي زمينه پلاسما با افزايش ميدان ويگلري در قطبش‌هاي چپگرد، افزايش مي‌يابد و متناظر با آن در قطبش راستگرد، كاهش مي‌يابد

In this paper, the self-focusing property of an intense circularly polarized laser pulse in hot magnetized plasma is investigated theoretically. First, an envelope equation governing the spot-size of the laser beam for both left- and right-hand polarizations has been derived in the presence of a planar wiggler. Furthermore, non-linear dispersion relation of laser pulse is obtained by using Maxwell’s equations and relativistic fluid momentum equation. The numerical results show that with increasing the wiggler field, strength self-focusing of the right-hand polarization laser pulse is enhanced, while for the left-hand polarization, laser de-focusing is enhanced. In addition, it is shown that with increasing the wiggler frequency, the normalized laser power has an enhancing behavior. Besides, it is found that effect of the wiggler field on the density profile in the right-hand polarization is more prominent