レゾナンスの影響を考慮した無衝突磁化プラズマ中における電磁波伝搬の解析

摘要

不均質な無衝突（無損失）磁化プラズマ中では，屈折率が無限大となるレゾナンスが生じる．従来，異方性不均質媒質中の電磁波伝搬解析にはマトリックス乗算による均質多層分割法が用いられてきたが，無衝突プラズマの場合，レゾナンス点において波動方程式が特異性を示すため解が不安定となる問題点があった．この問題を解決するために，レゾナンスを含む不均質媒質を薄い層状媒質に分割し，各層での電磁界の解析解を積分形式で求め，その解を境界条件を用いて接続する積分近似法を適用した．本論文では，異方性不均質媒質における積分近似法の有効性について検討を行った．また，この計算手法をレゾナンスにおける電磁波エネルギー吸収のメカニズム解明や宇宙空間で発生する電磁波について，ZモードからL-Oモードへのモード変換に関する問題に適用し，新たな知見を得た．