面向原子束感测的粒子-网格模拟框架
等离子体物理
2026-02-24 v2
摘要
在惯性约束聚变（ICF）中，Thomson 散射（TS）是探测等离子体条件的常用诊断技术。我们提出了一个从头开始的数值方法，用于在典型 ICF 条件下，通过粒子-网格仿真获取离子声学特征在角度和频率空间中高分辨率的散射光信号。该方法对热力学集体 TS 的结果与现有理论良好一致。在超热力学集体 regime 中，结果在波矢与探测束和收集束匹配良好时与理论一致。此外，我们还发现即使在波矢不完美匹配的情况下，TS 信号仍可显著——这与传统观念相吻合，即 TS 谱严格遵循等离子体密度谱的预期相矛盾。我们将这一差异归因于探测束与驱动等离子体密度调制之间相互作用产生的拍频波机制。我们的工作为解释来自驱动离子模式的 TS 信号提供了实用框架，这是 ICF 等离子体中常见且复杂的特征。
引用
@article{arxiv.2510.04298,
title = {A Particle-in-Cell Simulation Framework for Thomson Scattering Analysis in Inertial Confinement Fusion},
author = {Ziang Zhu and Yifan Liu and Jun Li and Han Wen and Shihui Cao and Yin Shi and Qing Jia and Chaoxin Chen and Yaoyuan Liu and Hang Zhao and Tao Gong and Zhichao Li and Dong Yang and Jian Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.04298},
year = {2026}
}