啁啾激光脈沖產(chǎn)生受激拉曼散射的理論和粒子模擬研究.pdf

1、高強度激光與密度低于四分之一臨界密度的次稠密等離子體相互作用時，會發(fā)生受激拉曼散射現(xiàn)象，即入射光波衰變成電子等離子體波和散射光波。在激光慣性約束聚變物理中，大振幅等離子體波波破產(chǎn)生極高能量的電子。這些超熱電子射程較長，會預(yù)熱靶芯的熱核材料，影響壓縮對稱性。同時散射光波損失激光能量，降低吸收系數(shù)。因此受激拉曼散射對激光慣性約束聚變是有害的。另一方面，在激光等離子體加速器中，拉曼散射能被用來驅(qū)動相對論性等離子體波，加速電子到MeV能量。

2、r>　　由于受激拉曼散射的重要性，近年來提出了引入激光頻率啁啾以控制其增長的方法。本文從入射光波，散射光波和等離子體波的三波耦合方程出發(fā)，推導(dǎo)了小帶寬頻率啁啾對拉曼散射的影響。頻率啁啾的引入導(dǎo)致了脈沖內(nèi)部激光波數(shù)在空間上的非均勻性。對于拉曼背向散射，由于散射光沿與入射光相反方向傳播，必將經(jīng)歷入射光的不同部位，而啁啾的引入使得激光脈沖不同部位的頻率及波矢改變，必將導(dǎo)致三波相位失配。因而頻率啁啾對拉曼背向散射有不依賴于啁啾符號的抑制作用。對

3、于拉曼前向散射，正（負(fù)）啁啾對拉曼前向散射有微弱的增強（減弱）的作用。這是由于等離子體的密度擾動是從波頭至波尾逐漸累積的，正啁啾脈沖在波頭處的頻率最小，因而具有最大的局域增長率，從而使得在整個脈沖內(nèi)部累積得到更大的等離子體密度擾動，最終使得不穩(wěn)定性被加強。另外本文分析了大帶寬啁啾脈沖在等離子體中傳播時的群速色散效應(yīng)和不穩(wěn)定性增長的有限帶寬效應(yīng)，這兩種效應(yīng)的結(jié)合導(dǎo)致了大帶寬正（負(fù)）啁啾對拉曼前向散射的極大加強（抑制）。最后，本文采用1D3