افزایش دامنه موج ردپایی پلاسما در برهمکنش با پالس لیزر

در این مقاله تاثیر شکل پالس لیزر بر دامنه موج ردپایی در پلاسما بررسی می شود. با کمک معادلات ماکسول، معادله ای برای دامنه میدان الکتریکی موج ردپایی حاصل از تک پالس بدست می آید. این معادله با روش رانجکوتای مرتبه4، برای سه شکل متفاوت پالس حل می شود. مشاهده می شود که دامنه موج ردپایی حاصل از پالس مربعی از پالس سینوسی و گاوسی بزرگتر است. درادامه معادله ای برای میدان الکتریکی موج ردپایی با فرض جفت پالس از معادلات ماکسول حاصل می شود. نتایج حل این معادله نشان می دهد که اگر فاصله دو پالس 85% طول موج پلاسما باشد، دامنه موج ردپایی بیشینه است. دامنه موج ردپایی با انتخاب این فاصله مشخص برای جفت پالس با تک پالس مقایسه می شود. دیده می شود که دامنه موج ردپایی جفت پالس حدود پنچ برابر تک پالس است و همچنین دامنه موج در راستای انتشار ثابت نیست و افزایش می یابد.

Enhancement of plasma wakefield amplitude in interaction with laser pulse

In this study, the effect of wake-field amplification due to various shapes of laser pulses in the plasma is investigated. Considering Maxwell’s equations, an equation for the amplitude of the wakefield electric field is obtained. This equation is solved for three different laser pulse shapes. It is found that the square wave produces a higher amplitude wakefield than the sinusoidal and Gaussian pulses. Moreover, an equation for two laser pulse shapes is achieved. In this manner, the generated wakefield amplitude depends on the interpulse separation. When the separation is 85% of the plasma wavelength, the wakefield will be the maximum value. Furthermore, the solution of the equation by two sinusoidal pulses is noticed that the produced wakefield amplitude in the first peak is approximately five times greater than the one related to the single pulse. Besides, the amplitude of the wakefield produced by two pulses is not constant and it is periodically increasing.