Envelope equation for the linear and nonlinear propagation of an electron plasma wave, including the effects of Landau damping, trapping, plasma inhomogeneity, and the change in the state of wave
本文研究了非均匀、非平稳、各向异性甚至弱磁化的无碰撞等离子体中电子波的线性和非线性三维传播。波的振幅，连同任何流体动力学量表征等离子体（密度，温度，.）应该在一个波长或一个波周期内变化很小。因此，假设几何光学极限，并且波传播由一阶微分方程描述。这个方程明确地解释了三维效应、等离子体不均匀性、朗道阻尼、无碰撞耗散和由于俘获引起的电子加速。它是由混合的结果得到的直接决议的Vlasov-泊松系统，并从变分形式主义涉及非局部拉格朗日密度。在一维情况下，波动方程的系数预测突变。它们发生在电子等离子体波的状态发生变化时，从线性波到捕获电子的波。在三维几何中，过渡更平滑，特别是关于非线性朗道阻尼率，为它提供了一个非常简单有效和准确的解析表达式。
2016-09-13 physics.plasm-ph
Particle resonances and trapping of direct laser acceleration in a laser-plasma channel
激光直接加速（DLA）是激光驱动欠密等离子体的主要加速机制之一，它能够在等离子体通道中产生高能量密度的电子束，具有广泛的应用前景。然而，该机制依赖于高度非线性的粒子激光共振，使其建模和控制非常具有挑战性。在这里，我们报告了粒子共振的新物理学，并在此基础上，定义了一条通往更可控DLA的潜在路径。通过在一个全面的模型内独立地处理电子传播角来获得关键的发现。这种方法揭示了完整的粒子共振在广泛的传播角度，物理制度下，傍轴/非傍轴动力学占主导地位，不同的谐波统一的图片，至关重要的是，这些粒子共振的物理可访问性。这些新的见解可以有重要的影响，我们解决粒子捕获的基本问题作为一个例子。我们展示了如何发现陷阱参数空间可以导致更好的加速控制。更多的影响，这种基本类型的加速度的发展进行了讨论。
2021-04-04 physics.plasm-ph
Generation of ultrafast electron bunch trains via trapping into multiple periods of plasma wakefields
我们提出了一种新的方法来产生飞秒电子束通过激光驱动的尾场加速列车。我们使用两个独立的高强度激光脉冲，一个驱动器和注射器，每个都创建自己的等离子体尾流。激光脉冲和它们的尾流的相互作用导致自由电子通过几种机制周期性地注入驱动等离子体尾流中，包括有质动力漂移、尾流-尾流干扰和由强激光场直接预加速电子。电子列车产生了多达4个准单能束，每个分离的时间由等离子体周期。所产生的列车的时间分布推导出从梁加载的分析，并确认使用2D粒子在细胞模拟。
2020-03-05 physics.plasm-ph
Magnetic Field Induced Ion Trapping Around Dust Particle in Plasma
本文研究了均匀磁场下等离子体中离子与带电尘埃粒子的二体碰撞，采用改进 Velocity Verlet 算法计算离子轨迹，发现在特定磁场下离子会被捕获在尘埃粒子周围，并给出了典型氩气和氦气放电等离子体参数下的捕获磁场强度值。
2024-08-22 physics.plasm-ph
Plasma electron trapping in quasistatic simulations of plasma wakefield acceleration
等离子体尾场加速研究目前相当依赖于使用高度专业化的软件数值模拟这种效果。问题的计算难度太大，需要简化模型和方法，限制了这种软件的适用性。例如，准静态近似利用不包括由尾流场捕获等离子体电子的等离子体模型。本文提出了一种利用准静态等离子体束求解器计算尾流场俘获等离子体电子参数的方法。
2017-12-03 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Bright synchrotron radiation from relativistic self-trapping of a short laser pulse in near-critical density plasma
在稠密气体等离子体中，短激光脉冲以相对论自陷模式传播，这使得激光能量能够有效地转换为加速电子。这种状态维持有效的负载，使加速电子的总电荷最大化，提供大量的电子感应加速器辐射。三维粒子模拟演示了这种机制如何触发具有0.1-1 MeV光子能量、低发散度和高亮度的X射线产生。结果表明，135 TW激光器可用于产生$>10$ keV能量的$3\times 10^{10}$光子，1.2 PW激光器可在相同能量范围内产生约$10^{12}$光子。对于高能光子，激光到伽马能量转换效率高达$10^{-4}$，$\sim 100$ keV，而到整个keV范围的X射线的转换效率估计为百分之零点几。
2021-05-01 physics.plasm-ph
Self-injection by trapping of plasma electrons oscillating in rising density gradient at the vacuum-plasma interface
我们模拟了在等离子体密度梯度上升时，传播能量源（$β_{S}\simeq1$）激发的密度结构中等离子体$e^-$的捕获。上升的密度梯度导致空间连续耦合的上啁啾等离子体激元（$d{ω^2_{pe}(x)}/{dx}>0$）。因此，等离子体激元之间的相位混合可以导致捕获，直到等离子体激元场足够高，使得朝向较长波长返回的$e^-$轨迹看到捕获电势。上升的等离子体密度梯度是普遍存在的，用于将等离子体限制在真空-等离子体界面处的源内。因此，在上升斜坡中捕获等离子体- $e^-$对于加速度诊断和理解来自激发的等离子体训练\cite{LTE-2013}的能量耗散是重要的。密度下降斜坡\cite{density-transition-2001}已用于等离子体- $e^-$捕获在驱动器后面的第一桶内。这里，在上升的密度梯度中，捕获不在第一等离子体桶中发生，而是在驱动器后面的后续等离子体桶中发生。捕获降低了捕获$e^-$的每个桶的哈密顿量，因此它是尾场衰减探针。初步计算结果的光束和激光驱动的尾场。
2014-07-12 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Study of external electron injection and trapping in the blow-out regime
在这项工作中，我们研究了深等离子体通道中吹出区的电子侧注入和俘获。我们分析了注入的最大角度，其中至少90%的注入电子被捕获。我们讨论了这个角度对电子的初始能量和它们的注入位置的依赖关系。在一个半解析吹出模型的范围内，我们表明，注入位置是一个不太关键的因素，如果电子被注入到深等离子体通道捕获。PIC模拟和解析近似支持我们的结果从半解析模型。
2018-06-15 physics.plasm-ph
Trapping: The "Waterfall" of Vlasov-Poisson Dynamics and the Post-Transient Emergence of Drift-Independent Hole Structures in Collisionless Plasmas
Physikalisches Institut, Universität Bayreuth（拜罗伊特大学物理研究所）
本文以匹配渐近展开法解决Vlasov-Poisson动力学中粒子俘获的理论缺口，揭示无碰撞等离子体中与漂移无关的空结构的瞬态后出现机制，还发现空间周期性朗缪尔空穴及自加速的驱动源。
2026-10-27 physics.plasm-ph
Impact of electron trapping on stimulated Raman scattering under incoherent broadband laser light in homogeneous plasma
本文研究了均匀等离子体中电子俘获对非相干宽带激光下受激拉曼散射的影响，发现在 Landau 阻尼主导的动力学膨胀区，增加激光带宽对抑制受激拉曼散射效果有限，等离子体波饱和与后向散射水平仍保持高位。
2024-07-23 physics.plasm-ph
Floating potential of emitting surfaces in plasmas with respect to the space potential
浮动发射表面与周围等离子体之间的电势差可以用几种鞘层模型来描述，包括空间电荷限制鞘层、高发射电流电子鞘层和电荷交换离子俘获产生的反鞘层。我们的测量结果表明，这些模型中的每一个都有自己的有效性制度。我们确定相对于等离子体电位的发射灯丝的电位，强调发射电流密度和中性粒子密度的变化。在扩散等离子体中的细丝的电位首先被示出为消失，与电子鞘模型和增加的电子发射一致。在一个更密集的等离子体与充足的中性压力，浮丝电位是积极的，所预测的衍生离子捕获条件。最后，灯丝在第三个等离子体中负浮置，其中流动的离子和电子以及不可忽略的电场可能破坏了离子捕获。根据所选择的方案，发射表面可以相对于等离子体电势正或负浮动。
2018-03-06 physics.plasm-ph
Electron trapping and acceleration by the plasma wakefield of a self-modulating proton beam
结果表明，共线注入的电子或正电子到尾场的自调制粒子束是可能的，并确保高的能量增益。见证光束必须与驱动器的尾部共同传播，因为那里的等离子体波相速度可以超过光速，这是有效加速所必需的。如果验证光束是许多尾场周期长，则被俘获的电荷受到光束加载效应的限制。最初的捕获对正电子来说是更好的，但是在加速阶段，相当一部分正电子从波中丢失。为了有效地捕获电子，等离子体边界必须是尖锐的，密度过渡区短于几厘米。正电子不受初始等离子体密度梯度的影响。
2014-08-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Vlasov Simulations of Trapping and Inhomogeneity in Raman Scattering
本文用欧拉程序ELVIS研究了激光聚变条件下的受激喇曼散射。来自均匀等离子体的后SRS发生在亚皮秒突发中，并且远远超过线性理论。还观察到前向SRS和后向SRS的再散射。等离子体波频率从线性色散曲线下移，电子分布呈现平坦化。这与陷获一致，并降低了朗道阻尼。有一些声学（$ω\propto k$）活动和可能的电子声学散射。动力学离子不影响SRS的早期，但抑制它以后。SRS从非均匀等离子体表现出动力学增强的长密度标度长度。当泵浦传播到更高的密度而不是更低的密度时，会产生更多的散射。
2005-08-17 physics.plasm-ph
Air plasma key parameters for electromagnetic wave propagation at and out of thermal equilibrium: applications to electromagnetic compatibility
本文论述了等离子体参数的准确表征对电磁兼容性（EMC）的重要性。涉及等离子体材料的电磁兼容问题大多是具有深层相互作用的多物理问题（将化学、机械、热和电磁场联系起来）。本文的主要目的之一是建立热非平衡对电磁波传播的理论影响。这将通过等离子体关键参数（包括复介电常数）来表征。基于有限积分技术（FIT）的数值模拟将证明这种方法用于屏蔽目的和一般空气等离子体的EMC利益。
2019-02-19 physics.plasm-ph
On the influence of Langmuir wave spectra on the spectra of electromagnetic waves generated in solar plasma with double plasma frequency
本文研究了朗缪尔波合并时太阳等离子体中产生的横向电磁波的光谱特性。结果表明，不同的朗缪尔波谱导致了横电磁波谱的特征类型，这使得诊断太阳等离子体中朗缪尔波谱的特征成为可能。
2021-02-10 physics.plasm-ph
Standing Electromagnetic Solitons in Degenerate Relativistic Plasmas
利用相对论流体力学和麦克斯韦方程组研究了完全简并的过密电子等离子体中高频电磁孤立子的存在性。在相对论和非相对论简并等离子体中均发现了稳定的孤子解。
2015-04-16 physics.plasm-ph
On the breaking of a plasma wave in a thermal plasma: II. Electromagnetic wave interaction with the breaking plasma wave
在相对论性大振幅等离子体波接近破波极限时形成的密度奇异性结构导致折射系数具有不连续导数的坐标依赖性。这导致与非线性等离子体波相互作用的电磁波的非指数小的势垒上方反射。
2012-04-19 physics.plasm-ph
A new electromagnetic wave in a pair plasma
报道了等离子体中一种新的非线性电磁波模式。它的存在依赖于强圆偏振电磁波与等离子体的相互作用，其中考虑了量子电动力学光子-光子散射。作为一个例子，我们考虑一对等离子体，并表明，新的模式可以在天体物理设置和下一代激光等离子体系统的显着。
2004-10-14 physics.plasm-ph
Plasma electron-hole kinematics: momentum conservation
我们分析了等离子体电子空穴的运动学性质：非线性自持局部正电势扰动，捕获电子，表现为相干实体。当一个洞加速或增加深度时，离子和电子等离子体的动量在洞内和洞外都发生了变化，这是一个我们称之为喷射的过程。本文给出了一个孤立的一般一维空穴动量变化的解析计算。总动量守恒给出了黑洞的运动学，决定了它的速度演化。我们的结果解释了许多功能的行为观察到的空穴速度在数值模拟中，包括自加速形成，空穴推动和离子流捕获。
2016-05-20 physics.plasm-ph
Dispersion relation of an electromagnetic wave in unmagnetized cold plasma
电磁波在未磁化的中性等离子体中的色散关系为w^2=wp^2+（ck）^2。考虑到横向离子回复力的影响，提出了修正的色散关系。
2008-09-12 physics.plasm-ph
Electromagnetic modes in cold magnetized strongly coupled plasmas
给出了强耦合磁化全电离氢等离子体中电磁波传播的频谱，在忽略离子运动和阻尼的情况下，分析了库仑耦合对电磁波谱的影响。
1999-06-08 physics.plasm-ph
Propagation of slow electromagnetic disturbances in plasma
电磁（EM）波/扰动通常是理解和分析电离介质（如等离子体）的最佳手段。然而，具有低于等离子体频率的频率的电磁波的传播被等离子体的自由移动的电荷所禁止。在密集等离子体中，虽然等离子体频率通常可以相当高，但是在这样的较高频率下的EM源不容易获得。因此，感兴趣的是寻求其中低频（低于等离子体频率）EM扰动在等离子体内部传播的可能性。这在磁化等离子体中是可能的。然而，为了具有磁化等离子体响应，需要强的外部磁场。在这份手稿中，我们证明了等离子体介质的非线性也可以帮助等离子体内的慢电磁波的传播。文中还讨论了这种慢电磁脉冲在等离子体中传播的一些有趣的应用。
2020-02-22 physics.plasm-ph
Electromagnetic Solitons in Degenerate Relativistic Electron-Positron Plasma
利用相对论流体力学方程和麦克斯韦方程组研究了完全简并的正负电子等离子体中类孤子电磁分布的存在性。对于圆极化波，我们发现在相对论和非相对论简并等离子体中都存在孤子解。孤子脉冲局域化区域的等离子体密度显著降低。等离子体空化的可能性也被示出。
2015-04-13 physics.plasm-ph
Features of electromagnetic waves in a complex plasma due to surface plasmon resonances on macroparticles
本文研究了含金属和介质球夹杂物（宏观粒子、尘埃）的复杂等离子体的介电特性。我们着重于宏观粒子表面的表面等离子体共振及其对电磁波传播的影响。结果表明，表面等离子体激元振荡的存在显着修改等离子体的电磁特性的谐振和截止的有效介电常数。这导致电磁波的相关分支和波带隙。的背景下，尘埃等离子体实验的结果进行了讨论。
2015-12-30 physics.plasm-ph
Comment on "Electromagnetic Global Gyrokinetic Simulation of Shear Alfven Wave Dynamics in Tokamak Plasmas" [Phys. Plasmas 14, 042503 (2007)]
这一评论澄清了最近发表的一篇文章[Phys.Plasmas 14，042503（2007）]中的研究与其他先前的出版物的关系，这些出版物解决了在回旋运动模拟中包含电磁和漂移动力学电子物理学，提出了与在具有磁剪切的系统中包含动力学电子有关的问题，并且讨论了在面对其中描述的算法的一般适用性的重要限制时的替代方案。
2007-10-26 physics.plasm-ph
Second harmonic electromagnetic emission of a turbulent magnetized plasma driven by a powerful electron beam
计算了强流电子束在磁化等离子体中激发强湍流时的二次谐波电磁辐射功率。结果表明，简单的分析模型的强等离子体湍流与假设的恒定的泵功率是能够解释实验观察到的电磁辐射作为单独的崩溃事件的后果的突发。计算结果表明，在湍流谱的长波部分发生的三波相互作用过程的电磁辐射功率与实验结果在数量级上一致。
2012-02-15 physics.plasm-ph
Similarity Theory and Scaling Networks for Electromagnetic Wave-Driven Plasmas
Tsinghua University（清华大学）；Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Sichuan Energy Internet Research Institute, Tsinghua University（清华大学四川能源互联网研究院）
本文提出了一种基于相似性理论的缩放网络，用于研究电磁波驱动等离子体在不同尺度下的行为特性，通过粒子-细胞模拟验证了等离子体均匀性的尺度不变性。
2026-01-09 physics.plasm-ph
Kinetic theory of electromagnetic ion waves in relativistic plasmas
本文导出了相对论冷等离子体中电磁离子波的动力学理论。宽带电磁离子波的动力学方程耦合到缓慢的密度响应，通过有质动力驱动的声学方程，如在电磁场振幅的线性项。调制不稳定性的增长率推导出一个任意频谱的波。单色和随机相位的情况下进行了研究。
2006-08-12 physics.plasm-ph
Trapping oscillations, discrete particle effects and kinetic theory of collisionless plasma
研究了有限个$N$粒子对无碰撞等离子体中单色静电扰动演化的影响。对于单个波的增长和阻尼，离散粒子数值模拟显示了一个$N$依赖的长时间行为，它不同于由Vlasovian方法引起的数值误差，并且遵循单个粒子的脉动分界线交叉动力学。
2001-03-09 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.comp-ph
Simulations of electromagnetic emissions produced in a thin plasma by a continuously injected electron beam
本文采用二维粒子模拟方法研究了薄束流-等离子体系统中产生的电磁辐射。对于第一次，在这样一个系统中的发射产生的问题被认为是在现实的制定允许通过等离子体边界的相对论电子束的连续注入。特别注意薄等离子体的情况下，横向等离子体的大小是可比的光束驱动振荡的典型波长。这种情况下，经常在实验室束等离子体实验中实施，并具有一些特点。从薄等离子体的发射不需要中间产生的电磁等离子体本征模，在无限的情况下，更类似于常规的天线辐射。在这项工作中，我们确定如何有效地基本和二次谐波发射可以产生在以前调制和最初均匀的等离子体。
2015-12-22 physics.plasm-ph
Nonlinear phenomena of generation of longitudinal electric current by transversal electromagnetic field in plasmas
对横向电磁场与无碰撞等离子体的非线性相互作用进行了分析。导出了电子气任意简并度的无碰撞等离子体中电流的计算公式。它已经出现，非线性帐户导致发生的纵向电流沿波矢量的方向。该第二电流与在经典线性分析中接收的已知横向电流正交。
2015-02-16 physics.plasm-ph
Analytic model for electromagnetic fields in the bubble regime of plasma wakefield in non-uniform plasmas
基于强非线性（气泡）区等离子体尾流场模型，利用气泡边界电子鞘层厚度小的假设，建立了气泡内外电磁场分量的最低阶微扰理论。与以前的模型不同，我们推导出简单的显式表达式的电磁场的分量不仅在附近的气泡的中心，但在整个体积的气泡（包括驱动或加速束），以及outside it.此外，我们将结果应用到径向非均匀等离子体的情况下，特别是，与空心通道的等离子体。所得到的结果进行了验证与3D粒子在细胞（PIC）模拟显示出良好的对应关系，我们的模型。
2017-07-18 physics.plasm-ph
Different kinds of accelerated propagation of relativistic electromagnetic plasma wavepackets
本研究针对相对论电磁等离子体波的动力学方程，探究了除平面波外的多种加速波包解，发现其形式随等离子体频率的时空特性变化，还验证了含光速等离子体平板系统中任意加速波包解的存在性。
2024-05-20 physics.plasm-ph
Nonlinear propagation of broadband intense electromagnetic waves in an electron-positron plasma
提出了描述强电磁脉冲在正负电子等离子体中非线性演化的动力学方程。分析了相对论强部分相干脉冲的调制不稳定性，发现调制不稳定性受到脉冲谱宽的抑制。对一维动力学光子方程进行了数值研究。计算机模拟揭示了局域宽带脉冲的Fermi-Pasta-Ulam类复现现象。这一结果对于理解宽带强电磁脉冲在激光等离子体系统中e-p等离子体中的非线性传播以及天体物理等离子体环境中的作用具有重要意义。
2006-07-19 physics.plasm-ph
Controlling the generation of high frequency electromagnetic pulses with relativistic flying mirrors using an inhomogeneous plasma
本文提出了一种在逐渐不均匀等离子体中利用朗缪尔波（相对论飞镜）受控产生强高频电磁场的方法。波的破碎阈值取决于局部等离子体密度梯度。利用Particle-In-Cell模拟方法研究了电磁波经相对论反射镜反射后的压缩、啁啾和倍频过程。调整密度分布的形状使得能够控制反射光特性。
2012-09-18 physics.plasm-ph
Generation of longitudinal electric current by the transversal electromagnetic field in classical and quantum degenerate plasma
分析了简并无碰撞经典等离子体和简并量子等离子体与横向电磁场的非线性相互作用。推导了简并无碰撞经典等离子体和量子等离子体中电流的计算公式。它已经出现，非线性帐户导致发生纵向电流沿波矢量的方向。该第二电流与在经典线性分析中接收的已知横向电流正交。对经典简并费米等离子体和费米-狄拉克等离子体（电子气体具有任意程度简并的等离子体）的电流密度进行了图解比较。对经典和量子简并等离子体的电流密度进行了图解比较。比较了在不同的无量纲电磁场振荡频率下，量子简并等离子体的电流密度与无量纲波数的关系。
2015-04-07 physics.plasm-ph
Electromagnetic field generation in the downstream of electrostatic shocks due to electron trapping
在静电冲击中发现了一种新的磁场产生机制，它可以在时间尺度$ \tilde \, 10^4 \, ω_{pe}^{-1}$上产生磁能密度高达流动能密度的0.01的场。在冲击波形成过程中的电子捕获在分布函数中产生了强烈的温度各向异性，引起了纯韦伯不稳定性。产生的磁场被很好地限制在静电冲击的下游区域。冲击波形成过程没有修改和负责离子加速，目前在激光等离子体实验室实验中探测的冲击波前的功能，保持。然而，如此强的磁场决定了下游的粒子轨迹，并有可能改变无碰撞激波的特征。
2014-08-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Generation of longitudinal electric current by transversal electromagnetic field in Maxwellian plasmas
分析了横向电磁场与麦克斯韦无碰撞经典等离子体和量子等离子体的非线性相互作用。推导了麦克斯韦无碰撞经典等离子体和量子等离子体中电流的计算公式。它已经出现，非线性帐户导致发生的纵向电流沿波矢量的方向。该第二电流与在经典线性分析中接收的已知横向电流正交。对经典麦克斯韦等离子体和费米-狄拉克等离子体（具有任意电子气体退化程度的等离子体）的电流密度进行了图解比较。对经典麦克斯韦等离子体和量子麦克斯韦等离子体的电流密度进行了图解比较。比较了在不同的电磁场无量纲振荡频率下，量子麦克斯韦等离子体的电流密度与无量纲波数的关系。
2015-03-15 physics.plasm-ph
Nonlinear interaction of electromagnetic field with quantum plasma
对横向电磁场与量子无碰撞等离子体的非线性相互作用进行了分析。推导了任意温度下量子无碰撞等离子体中电流的计算公式。它已经出现，非线性帐户导致发生的纵向电流沿波矢量的方向。该第二电流与在经典线性分析中接收的已知横向经典电流正交。考虑简并电子等离子体的情况。结果表明，对于简并等离子体，电流的计算公式不含求积。在这个公式中，我们分配了已知的Kohn奇点（W。Kohn，1959）。
2014-02-06 physics.plasm-ph
Propagation of Electromagnetic Waves in Resistive Pair Plasma and Causal Relativistic Magnetohydrodynamics
本文从相对论性双流体方程出发，采用单流体理论研究了电磁波在电阻对等离子体中的传播。当用电子/正电子惯性变量归一化的电阻率超过一个临界值时，电磁波的色散关系表明真空中的群速度大于光速。然而，在这种情况下，也发现等离子体参数小于1：即，电子-正电子对介质不再可以被视为等离子体。因此，简单的双流体近似是无效的。这证实了电磁波在等离子体中的超光速传播是被禁止的--这一结论与相对论因果律是一致的。作为替代方案，我们提出了一套新的方程的“因果相对论磁流体力学”，这两个非零电阻率，但符合因果关系的原则。
2008-10-07 physics.plasm-ph
Propagation of an ultrashort electromagnetic pulse in solid-state plasma
在线性近似下，计算了超短电磁脉冲在固体等离子体中传播时脉冲形状的变化。固态银等离子体和“墨西哥帽”小波脉冲的情况下被认为是。介质的介电常数在Drude模型中计算。结果表明，在几微米量级的距离上，脉冲的色散扩展很强，并对不同中心频率下脉冲形状的演化进行了比较。
2013-12-13 physics.plasm-ph
Downramp-assisted underdense photocathode electron bunch generation in plasma wakefield accelerators
结果表明，高质量的电子聚束的产生和捕获的要求，从欠密度光阴极在等离子体尾场加速器可以大大放宽通过本地化它的等离子体密度下降。这降低了加速电场的相速度，直到所产生的电子同相，从而允许在浅俘获电势中俘获。因此，低密度光阴极技术可应用于更多数量的加速器设施。此外，有效地抑制了暗电流的产生。
2014-12-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Ponderomotive force driven mechanism for electrostatic wave excitation and energy absorption of Electromagnetic waves in overdense magnetized plasma
激光电磁脉冲在等离子体中激发静电波是一个重要的研究课题，它提供了一种将激光电磁场的能量传输到等离子体介质中的方法。本文提出了一种全新的有质动力压力驱动的有限激光脉冲在过密磁化等离子体中激发静电波的机制。采用EPOCH-4.17.10程序框架，利用粒子模拟方法研究了有限长激光脉冲与磁化过密等离子体介质的相互作用。外部磁场被选择为平行于激光传播方向对准。在这种几何结构中，电磁波在等离子体中的传播被识别为哨声或R波和L波。这些波的群速度不同，R和L脉冲的清晰空间分离是可见的。此外，还观察到与在等离子体内部传播的EM脉冲相关联的静电扰动的激发。这些静电扰动是重要的，因为它们将激光能量耦合到等离子体介质。静电振荡的激发在这里通过由两种等离子体物质感受到的（电磁脉冲的）有质动力之间的差异产生的电荷分离的全新机制来理解，即，磁化等离子体中的电子和离子。
2021-05-25 physics.plasm-ph
Nonlinear dynamics of electromagnetic pulses in cold relativistic plasmas
本文从非线性动力学的角度研究了非线性电磁脉冲在一维相对论电子-离子等离子体中的自洽传播。我们展示了如何一系列的哈密顿分岔产生的电场是相关的粒子加速的问题。这些分叉的解决方案和早期的分析结果之间的连接。
2004-10-19 physics.plasm-ph
Study of similarity rules for electromagnetic process in partially ionized plasmas
已有的研究表明，电子与离子的库仑碰撞将破坏等离子体中电磁过程的相似性。因此，在高度电离的碰撞等离子体中没有相似性。但对于低电离度的碰撞等离子体，情况将完全不同。主要碰撞类型由电子-离子库仑碰撞转变为电子-分子碰撞，并在相似约束中引入一个新的变量（中性分子数密度），增加了自由度，从而使碰撞过程引起的相似约束与其他约束不冲突.因此，碰撞等离子体中电磁过程的相似性对部分电离等离子体也是有效的。本文提出了部分电离等离子体中的相似性，并通过粒子模拟/蒙特卡罗（PIC/MCC）证明了这一点。我们的研究具有广泛的工程应用。
2021-11-28 physics.plasm-ph
Strong Electromagnetic Waves Propagation in an Electron-Positron-Ion Plasma
本文主要研究了三分量非磁化等离子体中电子-正电子-离子对强短电磁波包驱动的静电尾场的影响。描述驱动静电尾场的方程以非线性微分方程组的形式给出。该系统的解决方案进行了数值计算和结果显示图形。
2002-07-11 physics.plasm-ph
A Method for Solving Linearized Vlasov Equation for Low-Frequency Long-Wavelength Electromagnetic Modes in Inhomogeneous Plasmas
MIT（麻省理工学院）
本文提出了一种通过三个简单方程求解非均匀等离子体中低频长波电磁模线性化Vlasov方程的方法，该方法更高效且适用于理论等离子体物理研究。
2025-12-05 physics.plasm-ph
Electromagnetic Effects in Capacitively Coupled Plasmas
根据等离子体处理工业对增加产量的要求，已经提出了具有由甚高频源驱动的大面积电极的电容耦合等离子体反应器。然而，这种在内部具有等离子体的反应器支持可能负面影响离子通量的均匀性或撞击在基板上的离子的平均能量的模式，这是工业的基本要求。它示出当流行的静电近似用于描述的领域在电容耦合等离子体（CCP）打破，当这些模式必须处理电磁。讨论了模式对CCP放电基本参数的影响。提出了几种避免激发模式导致不希望的非均匀性的方法。几个实验研究等离子体放电的结果进行了简要回顾。
2015-10-10 physics.plasm-ph
Four-dimensional equations for the study of electromagnetic plasma turbulence in a drift kinetic limit
对于直磁引导场中的磁化等离子体，我们导出了一组四维动力学方程，它可以在漂移动力学极限下捕捉电磁湍流。为了做到这一点，我们从陀螺运动方程出发，在垂直速度方向上采用拉盖尔分解，只保留占主导地位的gyroaverage贡献和只有前两个拉盖尔矩的电磁波动源。该模型保存自由能，并可以描述电磁湍流的等离子体之间的过渡流体和gyrokinetic制度（$k_\perp ρ_i\approx 1$范围内的尺度），占主导地位的有限拉莫尔半径（FLR）的影响被认为是。除了位置空间中的三维，我们保留了平行速度依赖性，我们通过厄米表示来描述。采用这个系统，但没有任何其他物理为基础的假设等离子体的物种，可以偏置的结果，将使我们能够调查流体的影响如何过渡到动力学范围，并分析电磁等离子体湍流的空间和速度空间混合之间的相互作用。
2021-09-07 physics.plasm-ph
Amplification of a surface electromagnetic wave by running over plasma surface ultrarelativistic electron bunch as a new scheme for generation of Teraherz radiation
本文从理论上研究了无磁场条件下，超相对论单能电子束团通过等离子体表面对表面电磁波的放大作用。结果表明，当电子束团数密度与等离子体电子数密度之比乘以1/5的相对性因子远大于1时，由束团电子俘获引起的表面电磁波的饱和场达到$γ^5 n_b/n_p>> 1$，而不接近表面电磁波在等离子体中的前沿击穿阈值。等离子体中的表面电磁波饱和能量密度可以超过电子聚束能量密度。本文讨论了在这种方案的基础上产生超强太赫兹辐射的可能性。
2012-11-12 physics.plasm-ph
Propagation of electromagnetically generated wake fields in inhomogeneous magnetized plasmas
研究了在具有非均匀背景磁场和密度分布的等离子体中短脉冲电磁波产生尾流场的问题，导出了尾流场的波动方程。在具有尖锐不连续性的介质中计算透射和反射系数。特别注意的是集中在电磁场的纵向部分被放大的发射波的例子。此外，应注意，尾流场可以传播出等离子体，从而提供关于电子密度分布的信息。本文提出了一种由实测尾流场谱重建背景密度分布的方法，并给出了数值例子。
2001-11-06 physics.plasm-ph
Electromagnetic total-f algorithm for gyrokinetic particle-in-cell simulations of boundary plasma in XGC
本研究将XGC中原用于核心等离子体的简化delta-f混合变量/回拉电磁算法推广为可纳入边界等离子体的total-f电磁算法，通过类DIII-D的H模模拟验证其对提升电子输运模拟保真度的必要性。
2022-04-26 physics.plasm-ph
Nonlinear electromagnetic wave equations for superdense magnetized plasmas
利用量子流体力学和麦克斯韦方程组，导出了稠密量子磁等离子体的非线性电子-磁流体力学（MHD）、霍尔-MHD和尘埃霍尔-MHD方程。非线性方程包括电磁力、电子压力梯度、量子电子隧穿力和电子自旋力。它们可用于研究稠密磁等离子体中模式耦合过程引起的线性和非线性电磁波以及三维电磁波湍流谱等波动现象。
2009-04-06 physics.plasm-ph
Generation of forerunner electron beam during interaction of ion beam pulse with plasma
利用大尺度一维静电动力学模拟方法研究了冷离子束脉冲在背景等离子体中传输的双流不稳定性的长时间演化。的三个阶段的不稳定性进行了详细的识别和研究。在通过电子俘获的初始线性增长和饱和之后，初始俘获的电子的一部分变得脱陷并且移动到离子束脉冲之前，形成{先行}电子束，这引起二次双流不稳定性，其预热上游等离子体电子。因此，自洽的非线性驱动的湍流状态被设置在离子束脉冲的头部，饱和的等离子体波由冷电子从束的上游的流入持续，直到最后阶段，当束离子被等离子体波捕获。束离子捕获导致束离子的非线性加热，最终消除不稳定性。
2017-05-18 physics.plasm-ph
