تولید میدان دنباله لیزری توسط مُدهای x، l، r و o در پلاسمای مغناطیده

انتشار پالس لیزر کوتاه و پرشدت در پلاسما، سبب تولید میدان دنباله الکترواستاتیکی شده که کاربرد گسترده‌ای در شتاب لیزری ذرات باردار دارد. دامنه میدان دنباله به عوامل مختلفی از جمله به قطبش پالس لیزر وابسته است. پلاسمای مغناطیده، نسبت به قطبش‌های مختلف لیزر، محیطی ناهمسانگرد است و تحت شرایط مختلف، مدهای انتشار در پلاسما متفاوت هستند. در این مقاله، شرایط انتشار هر مد را بررسی کرده و با یافتن معادلات حاکم برانگیزش میدان دنباله ناشی از پالس لیزر در مدهای مختلف، شامل قطبش دایروی (مد r و l)، بیضوی (مد x) و خطی (مد o)، تعیین خواهد شد. معادلات دیفرانسیل حاصل با استفاده از الگوریتم رانگکوتای مرتبه چهار به‌طور همزمان حل شده است. نتایج نشان می‌دهد، دامنه‌ی میدان‌ دنباله نه تنها به مد لیزر بستگی دارد بلکه با تغییر چگالی پلاسما، میدان مغناطیسی خارجی و فرکانس لیزر، بطور قابل توجهی تغییر خواهد کرد.

Laser wakefield generation by R, L, X and O modes in magnetized plasma

Short and intense laser pulse propagating in a plasma produces an electrostatic wakefield that is widely used in laser acceleration of charged particles. Amplitude of the wakefield depends on several factors, including the laser pulse polarization. Magnetized plasma is anisotropic for various laser polarization and in different condition, different modes can propagate in plasma. In this paper, we investigate the propagation conditions of each modes and with finding the governing equations, the excitation of wakefield due to the laser pulse with the different modes, including circular (R and L modes), elliptic (X mode) and linear (L mode) polarizations, will be determined. By using the forthorder RungeKutta algorithm, the differential equations, simultaneously have been solved. The results show that, the amplitude of the wakefield depends not only on the laser mode but also on the plasma density, external magnetic field and laser frequency.