激光脉冲在等离子体中的压缩分裂

摘要

通过数值求解一维非线性薛定谔方程,研究了圆偏振入射激光脉冲在初始密度范围为1/4到略低于1倍临界密度的等离子体中的自压缩和分裂现象.提高等离子体密度和入射激光强度以及减小脉冲宽度可以在更短的传输距离获得有效的激光脉冲压缩,压缩后的脉冲半高宽度可达到初始脉冲半高宽度的1/35,甚至更小.这种压缩是激光脉冲在等离子体中形成高阶孤子的过程中产生的,可以获得比在稀薄等离子体中更好的压缩比例.数值计算的结果给出了该情况下激光脉冲在等离子体中自压缩后形成的高阶孤子分裂.利用一维粒子数值模拟程序(particle-in-cell, PIC)也观察到了脉冲的压缩和分裂现象,得到了与数值计算一致的结果.