Ramanův rozptyl při interakci intenzivního laserového záření s plazmatem

Přímým numerickým řešením 1D Vlasovovy rovnice kombinované s Maxwellovými rovnicemi byla studována interakce bezsrážkového homogenního podkritického plazmatu s dopadajícím intenzivním laserovým zářením v blízké infračervené oblasti. Tato situace odpovídá poměrům ve vnější koroně laserem generovaného plazmatu a odpovídá zejména situaci v oblasti vstupních otvorů do dutinky s terčíkem v rámci nepřímého ohřevu při laserové termonukleární fúzi. Dominantním efektem je přitom zpětný a dopředný Ramanův rozptyl, přičemž každý z těchto jevů je doprovázen vznikem dceřiné elektrostatické plazmové vlny šířící se v dopředném směru. Numerická analýza nelineárního režimu interakce odhalila řadu pozoruhodných jevů doprovázejících vlnovou transformaci. Jedním z nich je sekundární rozptyl již jednou zpětně rozptýlené vlny (kaskáda), který ji vrací do původního směru a podstatně tak zmenšuje koeficient odrazu. Zachycování elektronů v dceřiné elektrostatické vlně zpětného rozptylu pak vede k růstu nestability na zachycených elektronech v podobě postranních módů, které rozšiřují vlnové spektrum. Ty svou přítomností odstraňují zachycené elektrony z potenciálních minim původní elektrostatické vlny a přerušení růstu postranních módů, což postupně vede ke stálému opakování celého procesu. Dceřiná vlna dopředného Ramanova rozptylu není sama schopna vzhledem k vysoké fázové rychlosti zachycovat elektrony, může ale se kombinovat s dceřinou vlnou současně existujícího zpětného rozptylu do nerezonančních kvazimódů, které jsou již samy schopny elektrony zachycovat, což je patrné v evoluci elektronového fázového prostoru i na chování spekter generovaných vln.

Více podrobností viz M. Mašek, K. Rohlena: Novel features of non-linear Raman instability in a laser plasma, Eur. Phys. J. D 56, 79 (2010).