激光等离子体复习2

等离子体Vlasov描述：一定温度等离子体粒子以不同轨道随机运动，带电粒子对电磁场的响应依赖粒子轨道，必须采用统计描述。定义粒子分布函数f(x,p,t)，则有Vlasov方程

如果考虑库仑碰撞，有

双流体描述：研究等离子体波的运动（色散关系等），需要使用双流体描述，既考虑电子又考虑离子。

三种波的色散关系、

朗缪波的色散关系：ve为平均速度，

离子声波的色散关系：存在条件

临界密度：ωpe是光波在等离子体中的传播的最小频率，利用ωpe=ω，定义光波可以穿透的最大的等离子体密度n????，称之为临界密度。 (斜入射反转点的密度)n??=n????????????

S、P极化：入射光波的电矢量在入射面内，我们称这种光为P极化光，入射光波的电矢量在入射面外，我们称这种光为S极化光。

WKB近似：场的空间变化很缓慢，等离子体密度变化足够缓慢的近似。 碰撞吸收（逆韧致吸收）：激光在等离子体传播过程中最简单的一种吸收机制是碰撞吸收，又称逆韧致吸收。电子在高频激光电场作用下，快速抖动，这种抖动能量是波的能量的一部分。当电子在抖动过程中与离子发生库伦碰撞时，电子离开波，等离子体从波中得到能量，等离子体的这种吸收机制称为逆韧致吸收。

当这种碰撞时与离子以声波形式发生时，称为反常逆韧致吸收。

Landau阻尼：在粒子热运动起重要作用的小振幅静电波中会出现一种新的波的阻尼机制，静电波在无碰撞情况下也可能被阻尼，即Landau阻尼。 Landau阻尼跟波与粒子的共振吸收有关。 俘获、 波破

密度轮廓的产生和改变

共振吸收：非均匀等离子体中，斜入射的P极化激光在临界面n????附近，在等离子体密度梯度方向上会共振激发一个很强的静电波，产生比热电子的能量高得多的超热电子，超热电子在输运过程中逐渐慢化，通过电子离子碰撞将能量沉积在靶等离子体中，或者通过韧致辐射转化为X光，等离子吸收激光

能量的这种机制称为共振吸收。

真空加热：

有质动力；

有质动力：用于激发的等离子体波与光波拍频产生电场压力的变化，这个场的梯度产生的一种力称为有质动力。 三波耦合

（自聚焦成丝）： 自聚焦：

粒子俘获：考虑共振电子在电场中运动，对接近势阱底部的电子，

波破：

成丝：

几种参量不稳定性

高强度激光作用于等离子体，光波与等离子体波拍频产生边频，边频再次与光波拍频，从而加强等离子体振荡，如此往复，如果驱动得到的能量大于阻尼损失掉的能量，就会发生参量共振形式的等离子体不稳定性。

参量不稳定性增长率

成丝不稳定性：指的是高强度长脉冲激光打靶形成的大尺度等离子体中的一种潜在的重要耦合过程。直观的物理解释是光强图上的热斑直接通过有质动力排开等离子体或间接通过碰撞吸收使得等离子体膨胀，因此密度减小，折射指数变大，激光相速度减小，结果激光波阵面扭曲，激光密度增高，密度进一步减小，这种不稳定性发展最终会引起光束破裂成丝。 阈值

双等离子体衰变不稳定性：指入射激光共振衰变为两个电子等离子体波。 为什么用倍频或三倍频激光？

激光打靶过程中，共振吸收的能量主要交给了超热电子，超热电子射程较长，预热靶心核聚变材料，影响压缩度，降低耦合效率。采用短波长激光（倍频或三倍频），在同样的激光强度下，超热电子的温度和密度均下降。

逆韧致吸收系数随温度的升高而减小，随激光波长的减小而增加，采用短波长激光（倍频或三倍频），可以有效提高逆韧致吸收系数。

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