نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 هیئت علمی
2 دانشگاه صنعتی خواجه نصیر
3 پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای
4 پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای- پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای
چکیده
با اعمال دو باریکه پرشدت نسبیتی تحت شرایط مختلف بر پلاسمای کم چگال، تاثیر فاصله و زاویه نسبی باریکه ها بر رشته‌ای شدن آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها با استفاده از کد ذره در سلول دو بعدی SMILEI نشان می دهند، زمانی که فاصله دو باریکه صفر است و زاویه نسبی بین آنها وجود ندارد، نتایج منطبق با رفتار یک پالس قوی با شدت چهار برابر تک پالس است. همچنین، تاثیر تغییرات پارامتر زاویه بر رشته ای شدن باریکه ها به مراتب مهم تر از تاثیر پارامتر فاصله است. با تغییر و افزایش فاصله دو باریکه در زاویه ثابت، تشکیل کانالهای مجزایی مشاهده شده است که تفکیک آنها با افزایش فاصله پالس بیشتر می‌شود. در بررسی اثر زاویه بر رشته ای شدن به ازای ، تشکیل دو کانال مجزا و پیشروی در پلاسما مشاهده شده است. به طوریکه با افزایش زاویه به کانالها با هم ادغام شده و منجر به تشکیل یک تک کانال عریض چگالی می‌شود. بیشترین کانالهای رشته ای مشاهده شده به ازای مقدار مشخصی از فاصله دوپالس، در زاویه نسبی میانی ، رخ می دهد. با توجه به اهمیت رشته‌ای شدن و به هم پیوستن کانالها در ارتباط با موضوع پایداری انتشار پالس های پرتوان، این بررسی نشان می دهد که تغییرات زاویه نسبی بین دو باریکه و اثر آن در رشته ای شدن باریکه می تواند در زوایایی بر انتشار موثر و پایداری پالس پرتوان تاثیرات منفی داشته باشد که در برخی آزمایشات از جمله گداخت محصور سازی لیزری مطلوب نیست.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Particle simulation of laser beams filamentation in the interaction of two relativistic beams with under-dense plasma
نویسندگان [English]
- Seyed Abolfazl Ghasemi 1
- Motahare Lavasani 2
- masoud pishdast 3
- Jamalaldin YazdanPanah 4
1 عضو هیات علمی
2 دانشجو
3 دکتر
4 Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute
چکیده [English]
By applying two relativistic high intensity laser beams under different conditions on low density plasma, the effects of beams relative distance and angle on their filamentation were investigated and studied. The results of the simulations using the particle in cell (SMILEI) two-dimensional code show that when the distance and the relative angel between the pulses is zero, the results are the same as a powerful pulse with the intensity equals four times a single pulse. Meanwhile, it was clear that, the impact of relative beams angles on the pulse filamentaion is so important and sensible than the effect of distance variation. So that, it is shown than by increasing the distance, separate plasma channels formed and more filaments observed. Moreover, the effect of relative beams angles variation reveal that, at unexpectedly, wo distinct channel formed and traveled through plasma so that by increasing the angle to , the channels merge together and formed a single wide channel. Further, for a constant beams distance, the maximum filaments observed at the middle angles . It should be noted that studying laser beams filamentation in plasma is so important for stable pulse propagation through the plasma and our simulations indicate that in some relative angles we will not have stable and efficient pulse propagation which could be distractive in some experiment such as inertial confinement fusion.
کلیدواژه‌ها [English]
- Kinetic energy of electron
- Laser-plasma interaction
- Particle in cell code
- Filamentation of laser beam
- SMILEI
)