پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 25 |
| تعداد شماره‌ها | 932 |
| تعداد مقالات | 7,652 |
| تعداد مشاهده مقاله | 12,494,662 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,886,255 |
مقالۀ پژوهشی: بررسی خودکانونی لیزر در پلاسمای کوانتومی با استفاده از نظریه مؤمنت | ||
| فیزیک کاربردی ایران | ||
| دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 36، فروردین 1403، صفحه 77-87 اصل مقاله (1.99 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22051/ijap.2023.44351.1338 | ||
| نویسنده | ||
| سمیه زارع* | ||
| استادیار، پژوهشکده فوتونیک و فناوری‌های کوانتومی، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش، با فرض نظریه مؤمنت، انتشار باریکه لیزر با شدت نسبیتی در پلاسمای کوانتومی گرم مطالعه می‌شود. با کمک معادله ماکسول و ثابت دی‌الکتریک بدست آمده از الگوی هیدرودینامیک کوانتومی، معادله انتشار پهنای بی‌بعد باریکه در راستای انتشار یافت شده و به‌صورت عددی با روش رانجکوتای مرتبه چهار حل می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که در مقایسه با تقریب پیرامحوری در نظریه مؤمنت، خودکانونی قوی‌تری مشاهده می‌شود. همچنین مشابه تقریب پیرامحوری، با افزایش دمای فرمی، چگالی پلاسما و شدت لیزر، فرکانس نوسان‌های پهنای باریکه لیزر افزایش و طول کانونی شدن کاهش می‌یابد که به معنی بهبود پدیده خودکانونی است. در ادامه نتیجه می‌شود که رفتار شعاع بحرانی لیزر در دو نظریه یکسان نیستند، آن‌چنان‌که در نظریه مؤمنت با افزایش شدت لیزر شعاع بحرانی کاهش می‌یابد تا جایی که غیروابسته از شدت لیزر شود؛ اما در تقریب پیرامحوری، شعاع بحرانی پس از رسیدن به مقدار کمینه، با افزایش شدت لیزر بزرگ‌تر می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| انتشار لیزر در پلاسما؛ پلاسمای کوانتومی؛ پهنای باریکه لیزر؛ نظریه مؤمنت؛ الگوی هیدرودینامیک کوانتومی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Research Paper: Investigation of Laser Self-Focusing in Quantum Plasma by the Moment Theory Approach | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Somaye Zare | ||
| Assistant Professor, Photonics and Quantum Technologies Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this work, considering the moment theory propagation of the laser beam with relativistic intensity in thermal quantum plasma is studied. Using the Maxwell equation and dielectric function obtained by the quantum hydrodynamic model, the mathematical equation for the laser beam width parameter is achieved and solved numerically by the fourth-order Runge-Kutta method. The results show that the stronger self-focusing effect is found in the moment theory compared to paraxial approximation. Also, similar to paraxial approximation, with growing Fermi temperature, plasma density and laser intensity, the oscillation frequency of the beam width parameter increases and focusing length decreases which means improving the self-focusing effect. Furthermore, it is seen that behaviors of the critical radius are not similar in the two theories, as in the moment theory, with increasing laser intensity, critical radius decreases until it becomes independent of the beam intensity, but in the paraxial approximation, the critical radius after a minimum value is enhanced with increasing laser intensity. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Laser Propagation in Plasma, Quantum Plasma, Beam Width Parameter, Moment Theory, Quantum Hydrodynamic Model | ||
| مراجع | ||
|
[1] Paul I., Chatterjee A., and Paul S., "Effects of nonthermal electrons and ion beams on ion-acoustic double layers in warm ion plasma", Indian Journal of Physics, 95, 2491-2505, 2021. https://doi.org/10.1007/s12648-020-01899-w. [2] Kurz T. et al., "Demonstration of a compact plasma accelerator powered by laser-accelerated electron beams", Nature communications, 12, 2895, 2021. https://doi.org/10.1038/s41467-021-23000-7. [3] Buldt J., Mueller M., Stark H., Jauregui C., and Limpert J., "Fiber laser-driven gas plasma-based generation of THz radiation with 50-mW average power", Applied Physics B, 126,1-5, 2020. https://doi.org/10.1007/s00340-019-7353-2. [4] Venkatesh M., Thirupugalmani K., Rao K. S., Brahadeeswaran S., and Chaudhary A., "Generation of efficient THz radiation by optical rectification in DAST crystal using tunable femtosecond laser pulses", Indian Journal of Physics, 91, 319-326, 2017. https://doi.org/10.1007/s12648-016-0927-5. [5] Hora H., "Theory of relativistic self-focusing of laser radiation in plasmas", JOSA, 65, 882-886, 1975. [6] Aggarwal M., Kumar H., Richa R., and Gill T. S., "Self-focusing of Gaussian laser beam in weakly relativistic and ponderomotive cold quantum plasma", Physics of Plasmas, 24, 2017. https://doi.org/10.1063/1.4973615. [7] Aggarwal M., Vij S., and Kant N., "Self-focusing of quadruple Gaussian laser beam in an inhomogenous magnetized plasma with ponderomotive non-linearity: effect of linear absorption", Communications in Theoretical Physics, 64, 565, 2015. https://doi.org /10.1088/0253-6102/64/5/565. [8] Patil S. D., Takale M. V., and Gill T. S., "Effect of light absorption on relativistic self-focusing of Gaussian laser beam in plasma", The European Physical Journal D, 69, 1-4, 2015. https://doi.org/10.1140/epjd/e2015-60118-4. [9] Klimontovich Y. L. and Silin V. P., "The spectra of systems of interacting particles and collective energy losses during passage of charged particles through matter", Soviet Physics Uspekhi, 3, 84, 1960. https://doi.org/ 10.1070/PU1960v003n01ABEH003260. [10] Bohm D. and Pines D., "A collective description of electron interactions: III. Coulomb interactions in a degenerate electron gas", Physical Review, 92, 609, 1953. https://doi.org/10.1103/PhysRev.92.609. [11] Patil S. and Takale M., "Stationary self-focusing of Gaussian laser beam in relativistic thermal quantum plasma", Physics of Plasmas, 20, 2013. https://doi.org/10.1063/1.4812632. [12] Shukla P. and Eliasson B., "Formation and dynamics of dark solitons and vortices in quantum electron plasmas", Physical review letters, 96, 245001, 2006. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.245001. [13] Anderson D., Hall B., Lisak M., and Marklund M., "Statistical effects in the multistream model for quantum plasmas", Physical Review E, 65, 046417, 2002. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.65.046417. [14] Shukla P. K., "A new spin on quantum plasmas", Nature Physics, 5, 92-93, 2009. https://doi.org/10.1038/nphys1194. [15] Manfredi G. and Haas F., "Self-consistent fluid model for a quantum electron gas", Physical Review B, 64, 075316, 2001. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.075316. [16] Haas F., Garcia L., Goedert J., and Manfredi G., "Quantum ion-acoustic waves, Physics of Plasmas", 10, 3858-3866, 2003. https://doi.org/10.1063/1.1609446. [17] Patil S., Takale M., Navare S., Dongare M., and Fulari V., "Self-focusing of Gaussian laser beam in relativistic cold quantum plasma", Optik, 124, 180-183, 2013. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2011.11.061. [18] Walia K. and Tripathi D., "Self-focusing of elliptical laser beam in cold quantum plasma", Optik, 186, 46-51, 2019. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2019.04.081. [19] Pawar V., Nikam P., Kokare S., Patil S., and Takale M., "Relativistic self-focusing of finite Airy-Gaussian laser beams in cold quantum plasma", Journal of Optics, 50, 403-409, 2021. https://doi.org/10.1007/s12596-021-00718-7. [20] Thakur V., Chakravarti S. K., Kushwaha J. P., and Kant N., "Strong self-focusing of a chirped pulse laser in thermal quantum plasma under density transition", Optik, 202, 163727, 2020. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2019.163727. [21] Walia K., "Self-focusing of laser beam in weakly relativistic-ponderomotive thermal quantum plasma", Optik, 225,165889, 2021. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.165889. [22] Walia K. and Singh A., "Comparison of two theories for the relativistic self-focusing of laser beams in plasma", Contributions to Plasma Physics, 51, 375-381, 2011. https://doi.org/10.1002/ctpp.201010102. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 532 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 473 |
||