خود - کانونی باریکه لیزر کسینوس هیپربولیک گاوسی در رژیم پاندرماتیو نسبیتی ضعیف در پلاسمای کوانتومی حرارتی

نوع مقاله : فیزیک پلاسما

نویسندگان

1 دانشیار، دانشگاه مازندران، بابلسر ، ایران

2 استادیار،دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

چکیده

در این مقاله، خود-کانونی پرتو لیزر کسینوس هیپربولیک گاوسی در پلاسمای کوانتومی حرارتی با درنظرگرفتن اثرات غیرخطی‌های نسبیتی و پاندرماتیو بررسی می‌شود. معادله دیفرانسیل غیرخطی برای پارامتر پهنای باریکه f به دست می‌آید و با استفاده از روش رانگ‌کوتا مرتبه چهارم، آن را به‌صورت عددی حل می‌کنیم. تحلیل عددی نشان می‌دهد که پارامترهای مدل حاضر، مانند پارامتر غیرمتمرکز، شدت لیزر، چگالی الکترونی اصلاح شده پلاسما به دلیل نیروی پاندرماتیو نسبیتی و دمای فرمی الکترون‌ها نقش مهمی در کنترل دینامیک پروفایل پرتو لیزر دارند. مقایسه‌ای بین خود-کانونی باریکه کسینوس هیپربولیک گاوسی در پلاسمای کوانتومی حرارتی و پلاسمای کوانتومی سرد، هنگامی‌که هر دو اثر غیرخطی نسبیتی و پاندرماتیو در نظر گرفته می‌شوند، انجام شد. نشان‌داده‌شده است که افزایش پارامتر غیرمتمرکز باریکه لیزر کسینوس هیپربولیک گاوسی، منجر به کاهش طول خود-کانونی می‌شود. مشاهده شده است که افزایش دمای فرمی الکترون باعث افزایش خود-کانونی می‌شود و در نتیجه مقدار طول کانونی کاهش می‌یابد. همچنین مشاهده شده است که خود-کانونی زودتر و قوی‌تر با افزایش شدت لیزر رخ می‌دهد. نتایج نشان می‌دهند، باریکه لیزر کسینوس هیپربولیک گاوسی باعث کانونی شدن بهتر در پلاسمای کوانتومی حرارتی در مقایسه با پرتو لیزر گوسی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Self-focusing of a cosh-Gaussian laser beam in weakly relativistic ponderomotive regime in thermal quantum plasma

نویسندگان [English]

  • T Mohsenpuor, 1
  • davod Asgharnejad 2
1 Associate Professor, Mazandaran University, Babolsar, Iran
2 Assistant Professor, Mazandaran University, Babolsar, Iran
چکیده [English]

In this work, the self-focusing of a cosh-Gaussian laser beam in a thermal quantum plasma is investigated by considering relativistic and ponderomotive nonlinearities. The non-linear differential equation for the beam width parameter f is obtained and solved it numerically using the fourth-order Runge-Kutta method. Numerical analysis has shown that the present model’s parameters, such as the decentered parameter, laser intensity, modified electron density of plasma play a vital role in controlling the profile dynamics of the laser beam due to relativistic ponderomotive force and electrons Fermi temperature. A comparison was made between the self-focusing of a cosh-Gaussian laser beam in thermal quantum plasma and cold quantum plasma, when both relativistic and ponderomotive non-linear effects are considered. It is shown that increasing the decentered parameter in the cosh-Gaussian laser beam leads to a better reduction in self-focusing length. It has been observed that increasing the electron Fermi temperature increases self-focusing, resulting in a decrease in the focal length. Furthermore, it has been observed that self-focusing occurs earlier and becomes stronger with increasing laser intensity. It has been found that the cosh-Gaussian laser beam has caused better focusing in thermal quantum plasma compared to the Gaussian laser beam.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Relativistic ponderomotive
  • Self-focusing
  • Thermal quantum plasma
  • Beam width
  • cosh-Gaussian

Smiley face

دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 56
تابستان 1403
شهریور 1403
  • تاریخ دریافت: 13 خرداد 1403
  • تاریخ بازنگری: 20 تیر 1403
  • تاریخ پذیرش: 20 مرداد 1403
  • تاریخ انتشار: 01 شهریور 1403