بررسی تحول زمانی بلند مدت فضای فاز ذرات و مدهای تحریکی در سیستم برهم‌کنش لیزر -پلاسما با استفاده از کد 2dxoopic

در این مقاله، به بررسی تحول فضایی ذرات پلاسما و مدهای برانگیخته شده در بازه‌های زمانی طولانی در سیستم برهم‌کنش پالس لیزری فمتو ثانیه با پلاسما می-پردازیم. بدین منظور، از کد شبیه‌سازی ذره‌ای الکترومغناطیسی 2dxoopic که قابلیت شبیه‌سازی دقیق محیط پلاسما با ابعاد بزرگ و در زمان‌های طولانی را دارد استفاده می‌کنیم و تغییرات فضای فاز ذرات در راستای عمود و موازی با انتشار پالس لیزری را مورد بررسی قرار می‌دهیم. نتایج شبیه سازی نشان می‌دهند در زمان‌های اولیه تنها مدهای متناظر با امواج الکترو‌مغناطیسی پراکنده شده در خلاف جهت انتشار پالس لیزری در محیط ایجاد شده و موجب شتاب‌دهی ذرات می‌شوند در حالیکه در زمان‌های طولانی‌تر مدهای متناظر با امواج پراکنده شده در راستای انتشار لیزر موجب شتاب‌دهی ذرات در نواحی‌ مرکزی و انتهای محیط پلاسما می‌شوند.

Investigation of long-term evolution of particle phase-space and stimulated modes in laser-plasma interaction system using 2DXOOPIC code

In this paper, the long-term evolution of particle phase-space and stimulated modes in the laser-plasma interaction system have been investigated. For this purpose, we used of electromagnetic PIC simulation code which is able to simulate precisely the large-scale plasmas over long times and investigated the evolution of particle phase-space in the perpendicular and parallel to the laser pulse propagation direction. The simulation results show that in early times the only modes corresponding to the scattered electromagnetic waves in the opposite direction of laser propagation are excited and cause the particles to accelerate. While, in longer times, the modes corresponding to the scattered waves in the laser propagation direction accelerate the particles in the central region and at the end of the plasma environment.