强磁场非均匀等离子体中激光的模式选择性传播与吸收

我们系统性地研究了在强磁场非均匀等离子体中垂直入射激光的场对齐传播与碰撞吸收。推导了真空和等离子体中电场的解析表达式。通过解析建模和粒子-in-cell仿真，建立了右手（R）和左手（L）圆偏振波的截止条件、吸收效率和标度规律。量化了碰撞吸收系数对磁场强度、等离子体尺度长度和激光强度的依赖。特别地，L波在截止密度处反射，随着磁场增强而显著增强吸收。对于R波，当归一化电子循环频率小于1时，吸收随磁场增大而减小；但当其超过1时，R波以whistler模式传播，无截止条件，允许激光穿透过盔等离子体，从而实现对内部过盔等离子体的深层能量沉积。这些结果为理解通过碰撞吸收在强磁场非均匀等离子体中实现激光-等离子体能量耦合提供了框架。