Growth and stabilization of a laser ripple on laser beam in a collisionless unmagnetized plasma

Summary

In this paper we have studied the growth and stabilization of a radially symmetric ripple superimposed on a laser beam in a collisionless unmagnetized plasma. The saturation of the growth rate is due to pump depletion effect. On acoount of the nonuniform intensity distribution of the main beam, a d.c. component of the ponderomotive force becomes finite and it redistributes the carriers in the plasma in a plane transverse to the beam propagation. We have set up and solved the wave equations for main beam and ripple by using the WKB and paraxial ray approximations. As the ripple grows in the plasma, it draws energy from the background laser field. It is seen that the relative intensity of the laser ripple becomes critical due to the counteracting behaviour of the self-focusing and depletion of the main beam.

Riassunto

In questo lavoro si sono studiate la crescita e la stabilizzazione di un'ondulazione radialmente simmetrica superimposta ad un fascio laser in un plasma smagnetizzato in assenza di collisioni. La saturazione della velocità di crescita è dovuta all'effetto di svuotamento della pompa. A causa della distribuzione d'intensità non uniforme del fascio principle, una componente di corrente continua della forza ponderomotrice diventa finita e ridistribuisce i portanti nel plasma in un piano trasverso rispetto alla propagazione del fascio. Si sono stabilite e risolte le equazioni d'onda per il fascio principale e l'ondulazione usando le approssimazioni WKB e del raggio parassiale. Mentre l'ondulazione cresce nel plasma, attira energia dal campo laser di sottofondo. Si vede che l'intensità relativa dell'ondulazione laser diventa critica a causa del comportamento neutralizzante dell'autofocalizzazione e svuotamento del fascio principale.

Резюме

В этой статье мы исследуем рост и стабилизацию радиально симметричных пульсаций, наложенных на лазерный пучок в бесстолкновительной ненамагниченной плазме. Насьщение скорости роста сбусловлено эффектом истощения накачки. Из-за неоднородного распределения интенсивности главного пучка, d.c. компонента пондеромоторной силы становится конечной и вызывает перераспределение носителеь в плазме в плоскости, перпедикулярной направлению распространения пучка. Мы выводим и решаем волновые уравнения для главного пучка и пульсаций, используя ВКБ пиближение и приближение параксильных лучей. Когда пульсации возрастают в плазме, они черпают энергию из лазерного поля. Отмечается, что относительнаь лазерных пульсаций становится критической, вследствие противодействующего поведения самофокусировки и истощения главного пучка.