径向极化激光束在均匀等离子体中产生第二谐波
等离子体物理
2025-09-30 v2 计算物理
流体动力学
摘要
本研究考察了径向极化激光束在均匀无磁等离子体中产生的第二谐波(SHG)。采用 Lorentz 力和连续方程推导径向和轴向电流密度分量。随后将这些电流密度代入波方程，得到 SHG 场振幅的解析表达式。这些振幅沿传播轴呈周期性振荡，振荡特性取决于等离子体密度和激光参数的 detuning 长度。发现径向和轴向对 SHG 的贡献在激光束轴附近显著增强，由于激光的高斯光束轮廓。解析结果通过 Fourier Bessel Particle-In-Cell(FBPIC)仿真得到验证。值得注意的是，与线性或圆极化光束不同，后者需要非均匀或磁化等离子体才能实现有效的谐波产生，而径向极化光束可在均匀无磁等离子体中实现高效谐波产生。
引用
@article{arxiv.2412.15340,
title = {Second harmonic generation by radially polarized laser beam propagating in homogeneous plasma},
author = {Shivani Aggarwal and Saumya Singh and Dinkar Mishra and Bhupesh Kumar and Pallavi Jha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.15340},
year = {2025}
}