Релятивистски-нелинейное резонансное поглощение и генерация гармоник электромагнитного излучения в неоднородной плазме
И.И. Метельскийа,б,
В.Ф. Ковалевб,в,
В.Ю. Быченкова,б аФизический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация бВсероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова, Сущевская ул. 22, Москва, 119017, Российская Федерация вИнститут прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Миусская пл. 4, Москва, 125047, Российская Федерация
Со времени появления пионерских работ В.Л. Гинзбурга и Н.Г. Денисова, открывших явление линейного поглощения электромагнитного излучения в неоднородной плазме за счет сильного плазменного резонанса в окрестности критической плотности, теория этого явления не получала последовательного развития применительно к практически интересным сегодня сильным электромагнитным полям, прежде всего — лазерным. Обзор посвящен систематическому изложению результатов аналитической релятивистски-нелинейной теории резонансного поглощения и генерации гармоник лазерного излучения в неоднородной плазме в условиях существенного проявления электронной нелинейности плазмы вплоть до значений интенсивности лазерного света, при которых движение электронов в окрестности критической плотности оказывается релятивистским. С использованием методов современной теории групп преобразований в обзоре описываются: структура нелинейного электромагнитного поля в плазменном резонансе, нелинейные эффекты подавления коэффициента резонансного поглощения и сдвиг по углу резонансной кривой поглощения с ростом лазерной интенсивности, формирование достаточно плавных, спадающих по степенному закону, спектров гармоник лазерного света, излучаемых плазмой вблизи порога опрокидывания нелинейного плазменного поля, а также основные свойства генерируемого в окрестности критической плотности электростатического поля.
Ключевые слова: лазерная плазма, резонансное поглощение, генерация гармоник, нелинейные плазменные колебания, релятивистские эффекты, гидродинамика плазмы, ренормгрупповые симметрии PACS:52.40.Db, 52.35.Hr, 52.38.−r, 42.65.Ky, 52.35.Fp, 52.50.Jm, 52.25.Os, 52.35.−g, 52.30.−q, 52.57.−z (все) DOI:10.3367/UFNr.2023.06.039410 Цитата: Метельский И И, Ковалев В Ф, Быченков В Ю "Релятивистски-нелинейное резонансное поглощение и генерация гармоник электромагнитного излучения в неоднородной плазме" УФН, принята к публикации
Поступила: 3 мая 2023, доработана: 14 июня 2023, одобрена в печать: 18 июня 2023