相对论短激光脉冲在欠密等离子体中的自调制与散射不稳定性

自洽激光-等离子体演化的表征是相对论激光-等离子体相互作用领域的一个基本问题。在本文中，我们提出了一个分析框架，用于描述短强激光脉冲在亚临界高密度等离子体（脉冲长度超过等离子体波长）中传播时的这些演化。在此背景下，脉冲演化归因于尾场诱导的自调制以及通过初始噪声内容的参数指数化而失稳。自洽等离子体演化用一些量来表示，这些量在不存在脉冲演化时曾是运动常数。这在理解自调制过程中的等离子体演化以及通过细化不稳定等离子体扰动来促进强非线性 regime 中的不稳定性研究方面都非常有用。在任意脉冲条件下，推导出了自调制的一般解析解，表明包络演化是由诱导的空间频率啁啾驱动的。此外，这些结果表明包络获得精细调制，其通过载波模式拍频产生长波低频率模式。发现等离子体波变化对流并远离脉冲前沿放大。关于参数不稳定性，我们评估了不同脉冲形状和峰值强度下的不同散射 regime，表现出从斯托克斯波在色散平面中的异常定位到散射谱展宽并中止不稳定性的异常行为。我们的分析得到大量流体和粒子模拟的辅助与验证。基于我们的结果，我们讨论了诸如脉冲破裂及其不同 regime，以及存在脉冲演化时的辅助粒子加速等现象。